ทฤษฎี สป.7

สอนใช้งาน เซนเซอร์ วัดระยะทาง 

HC-SR04 HC-SR05 US-100 US-016

สอนใช้งาน เซนเซอร์ วัดระยะทาง HC-SR04 HC-SR05 US-100 US-016
รู้จักกับคลื่นอัลตร้าโซนิค

คลื่นอัลตร้าโซนิค เป็นคลื่นความถี่เหนือความถี่สัญญาณเสียง โดยปกติแล้ว มนุษย์จะสามารถได้ยินเสียง หรือรับรู้ได้ที่ความถี่ 20Hz ถึง 20kHz แต่คลื่นอัลตร้าโซนิคนั้น ระบุเพียงว่าเป็นคลื่นที่มีความถี่เหนือคลื่นความถี่เสียง แต่ไม่ได้บอกว่าความถี่เท่าใด

                                                    รูปที่ 1 ค้างคาวใช้คลื่นอัลตร้าโซนิคในการตรวจหาเหยื่อ

หลักการวัดระยะด้วยคลื่นอัลตร้าโซนิค

   หลักการที่สำคัญของการวัดระยะด้วยคลื่นอัลตร้าโซนิค คือการส่งคลื่นอัลตร้าโซนิคจำนวนหนึ่งออกไปจากตัวส่ง (Transmitter) เมื่อคลื่นวิ่งไปชนกับวัตถุ คลื่นจะมีการสะท้อนกลับมา แล้ววิ่งกลับไปชนตัวรับ (Receiver) ด้วยการเริ่มนับเวลาที่ส่งคลื่นออกไป จนถึงได้รับคลื่นกลับมานี้เอง ทำให้เราสามารถหาระยะห่างระหว่างวัตถุกับเซ็นเซอร์ได้

                              รูปที่ 2 การทำงานของเซ็นเซอร์วัดระยะด้วยคลื่นอัลตร้าโซนิค

อัตราเร็วของเสียงในอากาศ = 331 + (0.606  * อุณหภูมิในหน่วยองศาเซลเซียส) m/s 

  สังเกตุว่า อัตราเร็วของเสียงที่เดินทางในอากาศนั้น จะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ณ ขณะนั้นด้วย 

 ระยะเวลาที่ได้จากการวัดช่วงเวลาการเดินทางไปและกลับนี้ เราสามารถนำค่าที่ได้ไปเปรียบเทียบกับ   อัตราเร็วที่เสียงสามารถเดินทางได้ไปในอากาศได้เลย โดยอัตราเร็วเสียงที่เดินทางได้ในอากาศ         สามารถหาได้ตามสูตร

อัตราเร็วของเสียงในอากาศ = 331 + (0.606  * อุณหภูมิในหน่วยองศาเซลเซียส) m/s 

                                   รูปที่ 3 กราฟแสดงค่าอุณหภูมิเฉลี่ยของประเทศไทยในแต่ละภาค

หลักการทำงานของเซ็นเซอร์วัดระยะด้วยคลื่นอัลตร้าโซนิค

ในโมดูลเซ็นเซอร์อัลตร้าโซนิคนั้น จะมีวงจรที่แตกต่างกัน เนื่องจากแต่ละรุ่นมีความสามารถที่แตกต่างกัน แต่ยังคงมีหลักการทำงานงานที่สำคัญที่เหมือนกัน

                           รูปที่ 4 ไดอะแกรมการทำงานของเซ็นเซอร์วัดระยะด้วยคลื่นอัลตร้าโซนิค

จากรูปที่ 4 จะเห็นว่า เมื่อมีการส่งสัญญาณเข้าไปที่ Trig วงจรภายในจะเริ่มสร้างความถี่ 40kHz จำนวน 8 ลูกคลื่นออกไป โดยใช้ความถี่จากคลิสตอลเป็นตัวอ้างอิง แล้วตัวส่งที่เปรียบเสมือนลำโพง จะส่งสัญญาณออกไป 

​หลักการใช้งานเซ็นเซอร์วัดระยะด้วยคลื่นอัลตร้าโซนิค

​หลักการใช้งานจะแบ่งออกได้หลายแบบ ซึ่งจะขึ้นอยู่กับบัสที่ใช้สื่อสาร สามารถแบ่งได้ดังนี้

การทริกสัญญาณ

   เซ็นเซอร์หลายรุ่น ใช้วิธีนี้ในการติดต่อสื่อสารกับไมโครคอนโทรลเลอร์ ซึ่งในแต่ละรุ่นจะใช้จำนวนสายไม่เท่ากัน ในบางรุ่นจะใช้สาย 2 เส้น คือ Trig สำหรับส่งสัญญาณ และ Echo สำหรับรับสัญญาณกลับมา และในบางรุ่นจะใช้เส้นเดียว คือทั้ง Trig และ Echo อยู่เส้นเดียวกันเลย และใช้วิธีแบ่งเวลารับ - ส่งข้อมูล (หลักการเหมือน 1-wire bus)

ในการสื่อสารแบบทริกสัญญาณ เริ่มต้นจะต้องให้สัญญาณขา Trig มีสถานะทางลอจิกเป็น LOW เสียก่อน จากนั้นจึงเริ่มทริกสัญญาณ โดยให้ขา Trig มีสถานะเป็น HIGH ค้างไว้อย่างน้อย 10uS แล้วจึงปรับสถานะเป็น LOW

จากนั้น ที่ขา Echo ให้เตรียมรับสัญญาณทริก HIGH กลับมา เมื่อมีการส่งสัญญาณ HIGH กลับมา ให้เริ่มนับเวลาที่สัญญาณเป็น HIGH และเมื่อสัญญาณขา Echo กลับเป็น LOW ให้สิ้นสุดการนับเวลา แล้วจึงนำค่าเวลาที่นับได้ ไปคำนวณอีกที ซึ่งในการคำนวณนั้น จะขึ้นอยู่กับรุ่น ในบางรุ่นสามารถใช้ค่าอัตราเร็วเสียงมาคำนวณได้เลย แต่ในบางรุ่น ต้องใช้สูตรคำนวณเฉพาะ  

                             รูปที่ 5 Timing Diagram ของเซ็นเซอร์วัดระยะด้วยคลื่นอัลตร้าโซนิค HC-SR04    

	/*
	* Codeing By IOXhop : www.ioxhop.com
	*/
	#define Trig_PIN 12 // Pin connect to Trig pin
	#define Echo_PIN 13 // Pin connect to Echo pin
	void setup() {
	pinMode(Trig_PIN, OUTPUT);
	pinMode(Echo_PIN, INPUT);
	Serial.begin(9600);
	}
	void loop() {
	digitalWrite(Trig_PIN, LOW);
	delayMicroseconds(5);
	digitalWrite(Trig_PIN, HIGH);
	delayMicroseconds(10);
	digitalWrite(Trig_PIN, LOW);
	unsigned int PulseWidth = pulseIn(Echo_PIN, HIGH);
	unsigned int distance = PulseWidth * ???;
	Serial.print("Distance is ");
	Serial.print(distance);
	Serial.println(" cm.");
	delay(100);

https://www.myarduino.net

ทฤษฎี สป.6

การส่งข้อมูลหากันระหว่าง

 Arduino กับ Nodemuc Esp8266 โดยผ่าน Serial

การส่งข้อมูลหากันระหว่าง Arduino กับ Nodemuc Esp8266 โดยผ่าน Serial

บทความนี้เป็นการส่งค่า ระว่าง Nodemuc Esp8266 กับ arduino โดยให้หลักการถามตอบ เช่น ถ้า  Nodemuc Esp8266 ส่งค่า Question1 มาให้ arduino  arduino ก็จะส่งค่าตัวแปล a ออกไปให้ Nodemuc Esp8266 เราสามารถให้ arduino ที่สามารถอ่านค่า sensor ต่างๆได้ง่าย ส่งค่าให้  Nodemuc Esp8266 ไปแสดงบนเว็บ หรือ เก็บเข้า server ได้ 

Arduino	Nodemcu Esp8266
Pin 10	Pin D6
Pin 11	Pin D5

Code Arduino

int a = 13;

int b = 25;

#include <SoftwareSerial.h>

SoftwareSerial chat(10, 11); // RX, TX

int i;

void setup()  {

  Serial.begin(9600);

  chat.begin(4800);

}

void loop() {

  if (chat.readString()){

     // chat.print(1);

     if(chat.readString()== "Question1"){ //มีการถามคำถาม Question1 ส่งข้อมูลตัวแปร a ออกไป

      chat.print(a);

     }

     if(chat.readString()== "Question2"){ //มีการถามคำถาม Question2 ส่งข้อมูลตัวแปร b ออกไป

      chat.print(b);

     }

      Serial.print("Send = ");

      Serial.println(i);

  }

  i++;

  delay(1000);

}

 Code Nodemcu

#include <SoftwareSerial.h>

SoftwareSerial chat(D5, D6); // RX, TX

String a;

void setup() {

  Serial.begin(9600);

  chat.begin(4800);

  delay(10);

}

void loop() {

Serial.println("Please wait Serial..");

  while (a == "") {

    chat.print("Question1"); // ส่งหัวข้อคำถาม ว่า Question1 ไปยัง Arduino

    a = chat.readString();  // อ่าน Serial และนำไปเก็บในตัวแปร A

    delay(100);

    Serial.print(".");

  }

}

จากโค๊ดจะเห็นว่า ถ้า Nodecmu ส่งคำว่า Question1 ออกไปหา arduino  arduinoจะส่งค่า 13 มาให้ Nodecmu แต่ถ้า Nodecmu ส่งคำว่า Question/ ออกไปหา arduino  arduinoจะส่งค่า 25 มา Nodecmu

เท่านี้เราก็สามารถให้ arduino อ่านค่า sensor ต่างๆส่งไปให้ Nodecmu esp8266 แสดงค่าในหน้าเว็บ หรือเก็บข้อมูลขึ้น server ได้แล้ว

ปฎิบัติ สป.8

  ปฏิบัติ สป.8

โค้ด

int led = 10;

void setup() 

{

Serial.begin (9600);

pinMode (led,OUTPUT);

}

void loop() 

{

 int x,y;

 x = analogRead (A0);

 y = map (x,0,1023,0,255);

Serial.print("x = ");Serial.print(x);

Serial.print("y = ");Serial.print(y);

analogWrite(led,y);

}

อธิบาย

วงจรนี้จะแสดงตัวเลข ส่วนค่าตัวเลขจะขึ้นมากหรือน้อยอยู่ที่ค่าตัวต้านทานที่เราใส่

ทฤษฎี สป.5

Button Digital Input Digital คืออะไร หมายถึงสัญญาณทางไฟฟ้าประเภทหนึ่งที่มีค่าการทำงาน2ค่า คือ 1 และ 0 ซึ่ง 1 หมายถึง on (HIGH) และ 0 หมายถึง off (LOW)  Pull-up , Pull-Down วงจร Pull-Up จะต่อตัวต้านทานค่าหนึ่ง เรียกว่า Pull-UP Resistor ไว้ที่ไฟเลี้ยง Vin เพื่อเป็นการรักษาระดับแรงดันไฟฟ้าให้เป็น HIGH ตลอด ,Arduino Input Pin จึงอ่านค่าได้เป็น HIGH ตลอด แต่เมื่อกดปุ่ม Button ,กระแสไฟฟ้าจะไหลลง Ground ทันที Input Pin จึงอ่านค่าได้เป็น LOW วงจร Pull-Down จะต่อตัวต้านทาน หรือ Pull-Down Resistor ไว้ที่ Ground แทน ส่วนปุ่ม Button จะต่อเข้ากับ Vin เมื่อไม่กดจะมีสถานะเป็น LOW แต่เมื่อกดจะเป็น HIGH เพราะกระแสไฟฟ้าจะเลือกไหลเข้าหา Arduino Pin ที่มีความต้านทานน้อยกว่าแทน STEP 1 ต่อวงจร ต่อวงจรเตรียมไว้ก่อน โดยอุปกรณ์ที่เราจะใช้ มีดังนี้ • Arduino UNO R3 • ปุ่มกดติดปล่อยดับ • หลอด LED • ตัวต้านทาน 10K Ω • ตัวต้านทาน 470 Ω • สายไฟต่างๆและ Protoboard // Digital Input with Pull-Down Push Button  // www.commandronestore.com int buttonPin = 2; int ledPin = 13; int buttonState = 0; //ตัวแปรสถานะของปุ่ม ตั้งค่าเริ่มต้นให้เป็น 0 ไว้ก่อน void setup() { pinMode(ledPin, OUTPUT); //กำหนดให้ Pin 13 เป็น Output pinMode(buttonPin, INPUT); //กำหนดให้ Pin 2 เป็น Input } void loop(){ buttonState = digitalRead(buttonPin); if (buttonState == HIGH) { digitalWrite(ledPin, HIGH); //ถ้ากดปุ่ม ไฟจะติด } else { digitalWrite(ledPin, LOW); //ถ้าไม่กดปุ่ม ไฟจะดับ } } https://commandronestore.com

ทฤษฎี สป.4

ทฤษฎี สป.4

Nodemcu esp8266 Arduino IDE 

เปิดปิดไฟผ่าน Website

อุปกรณ์ที่ต้องเตรียม

1. Nodemcu esp8266 เวอร์ชั่นอะไรก็ได้
2. สาย Jumper 
3. หลอดไฟ LED (ในตัวอย่างนี้พี่ใช้หลอดไฟ LED สามารถใช้ Relay มาต่อเพื่อควบคุมไฟ DC AC ได้เหมือนกันครับ)
4. คอมพิวเตอร์ที่ลงโปรแกรม Arduino IDE และ ติดตั้งบอร์ด Nodemcu หากน้องๆยังไม่ติดตั้ง คลิก
5. ระบบเครื่อข่าย Lan มี Wifi 

Code Arduino IDE

#include <ESP8266WiFi.h>

const char* ssid = "9arduino";
const char* password = "tv357911itv";

int ledPin1 = D1; // ขา D1
int ledPin2 = D2; // ขา D2
int ledPin3 = D3; // ขา D3
int ledPin4 = D4; // ขา D4

int ch1 = 0;
int ch2 = 0;
int ch3 = 0;
int ch4 = 0;

WiFiServer server(80);

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  delay(100);

  // ประกาศขา เป็น Output
  pinMode(ledPin1, OUTPUT);  
  pinMode(ledPin2, OUTPUT);
  pinMode(ledPin3, OUTPUT);
  pinMode(ledPin4, OUTPUT);

  // เริ่มต้น ให้ Logic ตำแหน่งขาเป็น LOW
  digitalWrite(ledPin1, HIGH);   
  digitalWrite(ledPin2, HIGH);
  digitalWrite(ledPin3, HIGH);
  digitalWrite(ledPin4, HIGH);

  // Connect to WiFi network
  Serial.println();
  Serial.println();
  Serial.print("Connecting to ");
  Serial.println(ssid);

  WiFi.begin(ssid, password);
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }

  Serial.println("");

  Serial.println("WiFi connected");

  // Start the server
  server.begin();
  Serial.println("Server started");

  // Print the IP address
  Serial.print("Use this URL to connect: ");
  Serial.print("http://");
  Serial.print(WiFi.localIP());
  Serial.println("/");
}

void loop() {
  // Check if a client has connected
  WiFiClient client = server.available();
  if (!client) {
    return;
  }

  // Wait until the client sends some data
  Serial.println("new client");
  while (!client.available()) {
    delay(1);
  }

  // Read the first line of the request
  String request = client.readStringUntil('\r');
  Serial.println(request);
  client.flush();

  // Match the request

    // รับ Link ช่อง 1 

  if (request.indexOf("/LED1=ON") != -1) {

    digitalWrite(ledPin1, LOW);

    ch1 = 1;

  }

  if (request.indexOf("/LED1=OFF") != -1) {
    digitalWrite(ledPin1, HIGH);
    ch1 = 0;
  }

  // รับ Link ช่อง 2
  if (request.indexOf("/LED2=ON") != -1) {
    digitalWrite(ledPin2, LOW);
    ch2 = 1;
  }

  if (request.indexOf("/LED2=OFF") != -1) {
    digitalWrite(ledPin2, HIGH);
    ch2 = 0;
  }

    // รับ Link ช่อง 3
  if (request.indexOf("/LED3=ON") != -1) {
    digitalWrite(ledPin3, LOW);
    ch3 = 1;
  }

  if (request.indexOf("/LED3=OFF") != -1) {
    digitalWrite(ledPin3, HIGH);
    ch3 = 0;
  }

    // รับ Link ช่อง 4
  if (request.indexOf("/LED4=ON") != -1) {
    digitalWrite(ledPin4, LOW);
    ch4 = 1;
  }

  if (request.indexOf("/LED4=OFF") != -1) {
    digitalWrite(ledPin4, HIGH);
    ch4 = 0;
  }

  // Return the response
  client.println("HTTP/1.1 200 OK");
  client.println("Content-Type: text/html");
  client.println(""); // do not forget this one
  client.println("");
  client.println("");

  client.print("Led pin D1 : ");
  if (ch1 == 1) {
    client.print("On");
  } else {
    client.print("Off");
  }
  client.print("
Led pin D2 : ");
  if (ch2 == 1) {
    client.print("On");
  } else {
    client.print("Off");
  }
  client.print("
Led pin D3 : ");
  if (ch3 == 1) {
    client.print("On");
  } else {
    client.print("Off");
  }
  client.print("
Led pin D4 : ");
  if (ch4 == 1) {
    client.print("On");
  } else {
    client.print("Off");
  }

  client.println("

");

client.println("CH1 <a href=\"/LED1=ON\"\"><button> On </button></a><a href=\"/LED1=OFF\"\"><button> OFF </button></a><br>");  

client.println("CH2 <a href=\"/LED2=ON\"\"><button> On </button></a><a href=\"/LED2=OFF\"\"><button> OFF </button></a><br>"); 

client.println("CH3 <a href=\"/LED3=ON\"\"><button> On </button></a><a href=\"/LED3=OFF\"\"><button> OFF </button></a><br>");

client.println("CH4 <a href=\"/LED4=ON\"\"><button> On </button></a><a href=\"/LED4=OFF\"\"><button> OFF </button></a><br>");

  client.println("");

  delay(1);
  Serial.println("Client disonnected");
  Serial.println("");
}

 โปรแกรมจะแสดง IP ให้เข้าไปยัง URL ที่โปรแกรมแจ้งแสดงออกมาครับ จากภาพคือเว็บ http://192.168.1.37/

ก็จะสามารถเปิดปิดไฟได้ตามที่ต้องการ

อ้างอิง ttps://www.google.com/