แผงวงจรพ่วง (Peripheral Board)

เราประกอบแผงวงจรนี้เพื่อใช้เป็นวงจรทดสอบและเรียนรู้การใช้งานไมโครคอนโทรลเลอร์ โดยต่อผ่านสายแพเข้ากับ JP2 (พอร์ท C) ของแผงวงจรหลัก วงจรพ่วงประกอบไปด้วยวงจรย่อยสามวงจร ได้แก่ (1) วงจรแสดงผล LED สามสี (2) วงจรสวิตช์อินพุท และ (3) วงจรวัดแสง

It's good to get a fresh way of looinkg at it.

วงจรวัดแสง

วงจรส่วนนี้อาศัยอุปกรณ์ที่เรียกว่า Light Dependent Resister (LDR) หรือเรียกอีกอย่างว่า photoresistor ซึ่งเป็นตัวต้านทานที่มีค่าผันแปรตามแสง โดยทั่วไปแล้ว LDR มักจะให้ค่าความต้านทานต่ำ (เข้าใกล้ค่าศูนย์) เมื่อแสงมาก และให้ค่าความต้านทานสูง (เข้าใกล้ค่าอนันต์) เมื่อแสงน้อย

เนื่องจากไมโครคอนโทรลเลอร์ไม่สามารถอ่านค่าความต้านทานได้โดยตรง แต่สามารถวัดค่าแรงดันที่เปลี่ยนแปลงที่ขาอินพุทได้ ดังนั้นเราจึงต้องนำเอาอุปกรณ์ LDR มาต่อเป็นวงจรที่ให้ค่าแรงดันผันแปรไปตามแสง จากรูป (3) ด้านบนเรานำเอา LDR มาต่ออนุกรมกับ R4 และจ่ายไฟเลี้ยงคร่อมอุปกรณ์ทั้งคู่ สมมติว่า LDR1 ให้ค่าความต้านทานเป็น $R_{L}$ เราสามารถคำนวณหาความต่างศักย์ที่สัญญาณ PC4 จากกฎการแบ่งแรงดันได้ดังนี้

$V_{PC4}=VCC\times {\frac {R4}{R_{L}+R4}}$

จากสูตรข้างต้น เมื่อแสงสว่างมาก $R_{L}$ จะมีค่าเข้าใกล้ศูนย์ ทำให้ $V_{PC4}$ มีค่าเข้าใกล้ $VCC$ (5 โวลท์) ในทางตรงกันข้าม หากแสงสว่างน้อย $R_{L}$ จะมีค่าเข้าใกล้อนันต์ ทำให้ $V_{PC4}$ มีค่าเข้าใกล้ศูนย์ เราสามารถเขียนโปรแกรมควบคุมไมโครคอนโทรลเลอร์ AVR ให้ตีความค่าแรงดันเหล่านี้ได้ด้วยความละเอียดสูงถึง 10 บิต (1024 ระดับ) ซึ่งศึกษาจากบทความการวัดสัญญาณแอนะล็อกด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์เพิ่มเติม

โปรแกรมทดสอบแผงวงจรพ่วง

เพื่อตรวจสอบว่าแผงวงจรพ่วงที่ทำขึ้นมาใช้งานได้ถูกต้อง โหลดโปรแกรม testperi.hex (ซอร์สโค้ด) และใช้คำสั่ง avrdude เพื่อเขียนแฟลชบนบอร์ด หากวงจรไม่มีความผิดพลาด โปรแกรมควรมีพฤติกรรมดังนี้

• LED 3 ดวงบนบอร์ดพ่วงทำหน้าที่เป็นตัววัดแสง โดยจะติดทีละดวงเท่านั้น สีแดงจะติดเมื่อแสงมืด และสีเขียวจะติดเมื่อไฟสว่าง ส่วนสีเหลืองจะติดเมื่อแสงปานกลาง
• เมื่อกดและปล่อยสวิตช์บนบอร์ดพ่วง (ไม่ใช่สวิตช์รีเซ็ตบนบอร์ดหลัก) LED สีเขียวบนบอร์ดหลักจะติดและดับสลับกันไป

บทความที่เกี่ยวข้อง

• การบัดกรีแผงวงจรไมโครคอนโทรลเลอร์
• การพัฒนาเฟิร์มแวร์สำหรับไมโครคอนโทรลเลอร์
• การวัดสัญญาณแอนะล็อกด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์