Member Login
 สมัครสมาชิกที่นี่
 เข้าระบบ:
ลืมรหัสผ่าน?
สถิติสมาชิก:
Total:16,630
Latest:karnboy 
Onlines:
บุคคลทั่วไป:61 

Category

สร้างวงจรด้วยไอซี 555 กับการประยุกต์ใช้งาน

All Articles >> Various(components) >> - สร้างวงจรด้วยไอซี 555 กับการประยุกต์ใช้งาน




ถ้าจะพูดถึงไอซี เบอร์ 555 คงจะไม่มีใครที่จะไม่รู้จักนะครับ เพราะเป็นไอซีที่นิยมใช้กันมาก นับตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบันก็ยังมีคนใช้อยู่ครับ โดยถ้าจะกล่าวถึงว่าไอซี เบอร์ 555 นี้สามารถที่จะนำไปสร้างเป็นวงจรอะไรได้บ้างนั้น ก็คงจะบอกได้ว่ามากมายหลายวงจรมากเลยครับ ยกตัวอย่างเช่น นำไปสร้างสัญญาณรูปคลื่นในแบบต่างๆ ก็ทำได้ครับ (เช่น สัญญาณ Square Wave , สัญญาณพัลส์ เป็นต้นครับ) หรือจะนำไปสร้างเป็นวงจรตั้งเวลาก็ทำได้เช่นกันครับ

โดยในโครงงานนี้ ทางทีมผู้เขียนได้มีแนวความคิดที่จะออกแบบวงจรที่ใช้ไอซี 555 มาสร้างเป็นวงจรเตือนด้วยเสียงเมื่อถึงกำหนดเวลา โดยใช้ไอซี เบอร์ 555 จำนวน 2 ตัวครับ เพื่อนำมาใช้ในงานที่ต้องการจับเวลาต่างๆ ได้ครับ ซึ่งจริงๆ แล้วโครงงานนี้ยังสามารถที่จะนำวงจรไปประยุกต์ใช้งานอื่นๆ อีกได้ด้วยนะครับ แต่ก็คงจะขอกล่าวในโอกาสต่อไปนะครับ เพื่อที่จะได้ใช้เป็นแนวทางให้ผู้ที่สนใจ สามารถที่จะนำไปสร้างเพื่อใช้งานได้หรือทำการพัฒนาให้ได้วงจรอื่นๆ ต่อไปครับ ในลำดับแรกเราคงจะต้องมาดูโครงสร้างทั้งหมดกันก่อนนะครับ ว่ามีส่วนประกอบอะไรบ้างที่จะนำมาสร้างเพื่อใช้งานจริงต่อไป และเพื่อจะได้เห็นแนวความคิดในการทำโครงงานนี้นะครับ

แนวความคิดในการออกแบบวงจร

รูปที่ 1 รูปบล็อคไดอะแกรมของวงจรที่ออกแบบ โดยใช้ไอซี เบอร์ 555

จากรูปที่ 1 จะเป็นรูปบล็อคไดอะแกรมของวงจรที่ออกแบบ โดยใช้ไอซี เบอร์ 555 ซึ่งจะเห็นได้ว่ามีการนำไอซี เบอร์ 555 มาใช้งาน 2 ตัวด้วยกันครับ โดยไอซี 1 (IC1 เบอร์ 555) นั้นจะเป็นวงจรแบบกำหนดค่าเวลา โดยสามารถที่จะกำหนดค่าเวลา (T1) ในส่วนนี้ได้จากอุปกรณ์ VR1 และ C1 ซึ่งค่าของเวลา (T1) ในส่วนนี้สามารถคำนวณได้ดังสมการที่ 1


………(1)

และอีกส่วนหนึ่งก็คือการกำหนดค่าเวลา (T2) ในส่วนนี้ได้จากอุปกรณ์ VR2 และ C2 ซึ่งค่าของเวลา (T2) ในส่วนนี้สามารถคำนวณได้ดังสมการที่ 2


………(2)

ซึ่งจากบล็อคไดอะแกรมของวงจรที่ออกแบบนั้น จะเห็นได้ว่าไอซี เบอร์ 555 ทั้ง 2 ตัวนั้นจะทำงานหรือสร้างสัญญาณพัลส์หลังจากมีการกดสวิตช์ S1 (Trigger) นั้นเองครับ โดยสัญญาณพัลส์ที่ได้ออกมานั้นสามารถเขียนเป็น Timing Diagram ดังที่ได้แสดงไว้ในรูปที่ 2 นี้นะครับ


รูปที่ 2 ลักษณะของ Timing Diagram ของวงจรที่ได้ออกแบบ

โดยจากรูปที่ 2 ถ้าเรามาพิจารณาดูจะเห็นว่า เราได้จะนำสัญญาณเอาต์พุทของไอซี เบอร์ 555 ทั้ง 2 ตัวนี้มาทำการเปรียบเทียบสัญญาณกัน ซึ่งในส่วนนี้เราจะนำสัญญาณเอาต์พุททั้ง 2 ต่อเข้ากับ PIEZO SIREN นั้นเอง โดยเราสามารถที่จะทำการคำนวณหาค่าของเวลา (T) ที่ตัว PIEZO SIREN จะมีเสียงดังได้ ว่าจะมีเวลานานเท่าไรจึงจะหยุดมีเสียงดัง ดังสมการที่ 3 นะครับ


………(3)

ในส่วนของสวิตช์ S2 (Reset) นั้น มีไว้เพื่อหยุดการทำงานของวงจรในการสร้างสัญญาณพัลส์หรือต้องการที่จะเริ่มการทำงานใหม่เท่านั้นเองครับ และสุดท้ายก็คงจะเป็นเรื่องของแหล่งจ่ายไฟที่จะป้อนให้กับวงจรนะครับ โดยค่าแรงดันที่ใช้นั้นก็จะใช้ค่าแรงดันไฟตรง ตั้งแต่ 9 โวลต์ จนถึง 12 โวลต์ นะครับ ( แต่ในที่นี้เราได้ใช้แรงดันไฟตรงเท่ากับ 12 โวลต์ )

ทีนี้เราคงจะมาดูลักษณะโครงสร้างของวงจรที่ได้ออกแบบไว้นะครับ ว่าจะมีลักษณะเป็นอย่างไรกันบ้าง ดังแสดงไว้ในรูปที่ 3


รูปที่ 3 ลักษณะโครงสร้างของวงจรที่ได้ออกแบบ

จากรูปที่ 3 จะเป็นลักษณะโครงสร้างของวงจรที่ได้ออกแบบ ที่เราจะนำไปสร้างเพื่อใช้งานจริงต่อไปครับ แต่ถ้าดูให้ดีจะเห็นว่าค่าของตัวอุปกรณ์ต่างๆ เรายังไม่รู้เลยว่าเราจะใช้ค่าเท่าไร…ถ้าอย่างนั้นก็มาดูกันเลยนะครับว่าเราจะใช้อุปกรณ์ในแต่ละตัวว่าจะมีค่าเท่าไรกันบ้าง ซึ่งทางผู้เขียนจะขอยกตัวอย่างวงจรที่ได้ออกแบบไว้นะครับ โดยมีค่าดังต่อไปนี้

, ,
,
, ,

จากค่าของอุปกรณ์ที่ได้แสดงไว้นั้น ถ้าเรานำมาพิจารณาเพื่อคำนวณหาค่าเวลาในการสร้างสัญญาณพัลส์ ว่าไอซี เบอร์ 555 ทั้ง 2 ตัวนั้นจะสร้างสัญญาณพัลส์เป็นเวลานานเท่าไร จึงจะหยุดการสร้างสัญญาณพัลส์ จะหาค่าได้ดังนี้



ซึ่งจากค่าเวลาที่ได้นี้เราสามารถปรับเปลี่ยนค่านี้ได้นะครับตามความพอใจครับ ทำได้โดยการเพิ่มค่าตัวต้านทาน VR1 และ VR2 ทั้งนี้ก็ขึ้นอยู่กับความต้องการของผู้ใช้งานนะครับ ต้องลองทำดูนะครับ โดยรูปวงจรสมบูรณ์ของโครงสร้างที่ได้ออกแบบนั้นแสดงไว้ในรูปที่ 4 นะครับ


รูปที่ 4 ลักษณะของวงจรสมบูรณ์ของโครงสร้างที่ได้ออกแบบ


(ก)


(ข)
รูปที่ 5 ลักษณะของวงจรที่ทำการทดสอบการทำงาน โดยต่อวงจรบน Prototype Board

ผลการทดสอบวงจรและการนำไปใช้งาน


รูปที่ 6 การทดสอบการทำงานของวงจรที่ได้ออกแบบ

จากรูปที่ 6 เป็นการทดสอบการทำงานของวงจรที่ได้ออกแบบ ซึ่งพบว่าเมื่อทำการป้อนแรงดันไฟเลี้ยงให้กับวงจร ที่แรงดันไฟตรงเท่ากับ 12 โวลต์แล้ว จากนั้นถ้ายังไม่ได้ทำการกดสวิตช์ S1 (Trigger) วงจรก็จะไม่สัญญาณพัลส์ออกมา แต่เมื่อทำการกดสวิตช์ S1 (Trigger) วงจรก็จะสร้างสัญญาณพัลส์ออกมา และนำสัญญาณพัลส์ที่ออกมานั้นไปป้อนให้กับ PIEZO SIREN ต่อไป เพื่อทำให้เกิดเสียงดังขึ้น ตามที่ได้กำหนดเวลาไว้นั้นเองครับ ดังแสดงผลการทดสอบไว้ในรูปที่ 7 นะครับ (ขอบอกว่าจากการทดสอบเสียงดังมากเลยครับ ต้องลองดูนะครับ…) แต่ถ้าเราต้องการที่จะหยุดการทำงานของวงจรก็สามารถทำได้โดยการกดสวิตช์ S2 (Reset) ได้เลยนะครับ ซึ่งจากการทดสอบวงจรก็ทำงานตามที่ได้ออกแบบไว้ครับ


รูปที่ 7 การทดสอบการทำงานของวงจรที่ได้ออกแบบเมื่อทำการกดสวิตช์ S1 (Trigger)


ส่วนถ้าเราต้องการที่จะลดหรือเพิ่มเวลาการทำงานของการสร้างสัญญาณพัลส์นั้นก็สามารถทำได้เลยนะครับ โดยถ้าจะลดหรือเพิ่มเวลาการทำงานของการสร้างสัญญาณพัลส์ของไอซี 1 (IC1 เบอร์ 555) ก็ไปปรับค่าตัวต้านทาน VR1 นะครับ หรือจะลดหรือเพิ่มเวลาการทำงานของการสร้างสัญญาณพัลส์ของไอซี 2 (IC2 เบอร์ 555) ก็ไปปรับค่าตัวต้านทาน VR2 ได้เช่นกันนะครับ ซึ่งจากการทดสอบก็เป็นไปตามที่ต้องการนะครับ (แต่ถ้าบ้างคนต้องการให้วงจรมีเวลาในการทำงานของการสร้างสัญญาณพัลส์นานนั้น ก็ขอแนะนำให้เปลี่ยนค่าของ VR1 และ VR2 ให้มีค่ามากๆ ก็ได้นะครับ ถ้าอย่างไรก็ลองคำนวณหาค่าเวลาได้จากสมการที่ 1 สมการที่ 2 และสมการที่ 3 ดูนะครับ)

เป็นอย่างไรบ้างครับพอที่จะเข้าใจถึงหลักการการออกแบบเพื่อสร้างโครงงานนี้กันบ้างแล้วใช่ไหมครับ ซึ่งได้แสดงแนวความคิดในการออกแบบวงจร โดยเขียนออกมาในรูปของบล็อคไดอะแกรม เพื่อที่จะได้มองเห็นภาพว่าโครงงานนี้จะมีลักษณะการทำงานอย่างไร ร่วมไปถึงวิธีการคำนวณหาค่าต่างๆ ที่สำคัญในโครงงานนี้ที่ควรรู้ด้วยนะครับ พร้อมกันนั้นยังมีลักษณะของวงจรที่ทำการต่อและทำการทดสอบการทำงาน โดยต่อวงจรบน Prototype Board ให้ดูด้วยนะครับ เพื่อบ้างคนอาจจะลองนำไปสร้างหรือลองศึกษาดูครับ และที่สำคัญยังมีการทดสอบการทำงานของวงจรที่ได้ออกแบบ ซึ่งใช้เครื่องมือวัดทางอิเล็กทรอนิกส์ทดสอบให้ดูด้วย เพื่อเป็นการยืนยันว่าโครงงานที่ทำขึ้นนี้สามารถทำงานได้จริงนั้นเองครับ เป็นอย่างไรบ้างครับกับโครงงานที่เป็นการนำเอาไอซี เบอร์ 555 นำมาประยุกต์ใช้งาน ซึ่งจริงๆ แล้วไอซี เบอร์ 555 นี้ ยังสามารถนำไปสร้างเป็นวงจรได้อีกมากมายหลายแบบเลบนะครับ ในท้ายที่สุดนี้ทางผู้เขียนหวังว่าบทความโครงงานที่เขียนนี้คงจะเป็นประโยชน์แก่ท่านที่สนใจไม่มากก็น้อย ในการใช้เป็นแนวทางในการศึกษาหรือนำไปพัฒนา สร้างให้เป็นวงจรที่มีความซับซ้อนและสามารถตอบสนองให้ตรงกับความต้องการของ ผู้ที่จะออกแบบต่อไปนะครับ