1

บทท 1 บทน ำ

1.1 ควำมเปนมำและควำมส ำคญของโครงงำน เนองจากสมยน ทกคนตองท างานแขงกบเวลา ซงสภาพครอบครวสวนใหญในปจจบนพอแมไมคอยมเวลาเลยงเดก ท าใหเวลาทเดกนอนหลบในเปลนาจะเปนเวลาทผเลยงเดก จะไดไปท ากจกรรมอนไดโดยไมตองเสยเวลามาไกวเปลเดก ดงนนจงไดคดเครองชวยไกวเปลเดกอตโนมตขนเพอทใชทรพยากรมนษยอยางคมคามากทสด และท าใหเกดประโยชนในดานอนดวย 1.2 วตถประสงคของโครงกำร 1 เพอจดท าเครองชวยไกวเปลเดกอตโนมต 2 เพอใหคนเลยงเดกมเวลาท างานอยางอนควบคไปดวย 3 เพอเปนเครองชวยอ านวยความสะดวกในการดแลเดก 4 เพอวเคราะหและฝกฝนการแกปญหาตางๆทเกดขนจากการท าโครงงาน 1.3 ขอบเขตของโครงงำน 1 ใชกบเปลนอนเดกทวไป แบบตงพนหรอแบบแขวน 2 ใชมอเตอรไฟฟากระแสตรง แบบใสแบตเตอร12โวลต 3 ควบคมการไกวของเปลดวยเชอกเพยงเสนเดยว และสามารถปรบอตราการไกวได 3ระดบ 4 ชดควบคมการไกวเปลอตโนมตจะแยกสวน กบเปลนอนอยางอสระ ท าใหสามารถใช กบเปลอนๆได

2

1.4 ประโยชนของโครงงำน 1 สามารถไกวเปลเดกอตโนมตแทนมนษยได 2 เพอใชทรพยากรมนษยอยางคมคา 3 สามารถไกวเปลไดโดยไมมการกระตกขณะเปลไกว 4 เพอใหเกดทกษะในการประยกตใชงานของมอเตอรไฟฟากระแสตรงไดดมากขน 5 สามารถท างานรวมกบผอนได

1.5 โครงสรำงของโครงงำน

ภาพท 1.1 ลกษณะการน าเครองชวยไกวเปลเดกอตโนมตมาใชงานจรงกบเปล จากภาพท 1.1 คอชดไกวเปลทสามารถน ามาใชกบเปลเดกไดหลายลกษณะ โดยชดไกวเปลจะมเชอกดานหนงยดอยกบตวเปล และอกดานหนงจะยดตดอยกบผนงหรอวสดทมความแขงแรงทสามารถรบแรงดงจากการแกวงของเปลได ภาพท 1.2 ลกษณะการดงเชอกในจงหวะการเสรมแรงของมอเตอร

3

จากภาพท 1.2 คอลกษณะของการดงเชอกจะใชมอเตอรดงในจงหวะการเสรมแรงในดานทศทางการดง แลวจากนนจะปลอยใหเปลดงกลบอยางอสระ ภาพท 1.3 โครงสรางชดควบคมการท างานของมอเตอร จากภาพท 1.3 คอการควบคมการท างานของมอเตอรจะใชวธการตรวจสอบจากการท างานในลกษณะทมอเตอรท างานเปนเจนเนอเรเตอร ท าใหไดสญญาณไซน และน าสญญาณทไดมาใชเปนสญญาณในการตดสนใจ เพอสงใหมอเตอรท างานในลกษณะเสรมแรงดงของการไกวเปลเดก

1.6 ทบทวนวรรณกรรม[4] ในปการศกษา 2543 และ 2548 ไดมการท าโครงงานเครองควบคมการไกวเปลอตโนมต โดยมอาจารยทปรกษาคอ อาจารยอมาพร ทองรกษ แตเปนลกษณะทเครองควบคมการไกวเปลอตโนมตยดตดอยกบเปลนอนเดกอยางถาวร และไมสามารถน าไปใชกบเปลตวอนได ดงนนทางกลมจงไดคดประดษฐขนมาใหม โดยชนงานจะไมยดตดอยกบเปลนอนเดกอยางถาวร แตจะสามารถน าไปใชกบเปลนอนเดกแบบตงพนหรอแบบแขวนอนได เพอเปนการเพมโอกาสส าหรบครอบครวทมเปลนอนเดกอยแลว ใหสามารถน าชดควบคมการไกวเปลอตโนมตนไปใชงานเพอความสะดวกตอไป

4

บทท 2 ทฤษฎทเกยวของ

ในบทนจะเปนการกลาวถงทฤษฎทเกยวของ กบการท าโครงงาน เครองชวยไกวเปลเดกอตโนมตซงมเนอหาทเกยวกบลกษณะโครงสราง และคณสมบตของอปกรณตางๆดงตอไปน - มอเตอรกระแสตรงแบบแมเหลกถาวร - ไอซตระกลททแอล - ไอซตระกลซมอส - ทรานซสเตอร

- โครงสรางของชดขบเกท

2.1 มอเตอรกระแสตรงแบบแมเหลกถำวร (Permanent - Magnet DC Motors) [1] ลกษณะโครงสรางของมอเตอรกระแสตรงแบบแมเหลกถาวร มความคลายคลงกบมอเตอรไฟฟากระแสตรงทวไป เพยงแตไมมขดลวดฟลดเพอท าหนาทเปนขวแมเหลก เนองจากมอเตอรประเภทนจะใชแมเหลกถาวรทมลกษณะเปนครงวงกลมยดตดกบโครงสเตเตอรดานในอยางนอยหนงค โดยท าหนาทสรางฟลกซแมเหลกอยตลอดเวลา ดวยเหตนจงท าใหมอเตอรมขนาดเลกกะทดรดและมประสทธภาพคอนขางสงเนองจากไมมก าลงสญเสยจากขดลวดฟลด แตขอเสยของมอเตอรประเภทนคอไมสามารถควบคมความเรวหรอเปลยนแปลงคณลกษณะของความเรวกบแรงบด(Speed-Torque Characteristic)ไดโดยการควบคมทกระแสฟลด ในทางปฏบตพบวาขณะทมอเตอรก าลงท างานภายใตสภาวะปกต คณลกษณะของความเรวกบแรงบดจะมการเปลยนแปลงแบบเชงเสน(Linear) และการควบคมความเรวสามารถท าไดโดยการปรบคาแรงดนอารเมเจอรเทานน(Armature voltage) และภายใตการจายโหลดทพกด พบวาคณลกษณะของมอเตอรจะมการเปลยนแปลงโดยตรงตามคาแรงดนอารเมเจอร ดงแสดงในภาพท 2.1

5

ภาพท 2.1 วงจรสมมลและคณลกษณะแรงบดกบความเรวของมอเตอรกระแสตรงแมเหลกถาวร จากภาพวงจรสมมลของมอเตอรนแสดงในภาพ 2.1 เนองจากฟลกซแมเหลก (Ø)มคาคงท

ดงนนเขยนสมการในเทอมของคาคงท (ka) ไดจากสมการท 2.1

Ea = ka• ท (2.1)

เมอ Ea = แรงดนไฟฟาเหนยวน าทอารเมเจอร หนวยเปน โวลต

ka = คาคงท Speed-Voltageของอารเมเจอร(เรยก วา Speed-Voltage Constant) ⍵ท = ความเรวเชงมม หนวยเปน เรเดยนตอวนาท

และจากวงจรสมมลจะไดสมการของกระแสอารเมเจอร (Ia) ดงสมการท 2.2

Ia = Vt −Ea

Ra (2.2)

เมอ Ia = กระแสทไหลผานอารเมเจอร หนวยเปน แอมป

Vt = แรงเคลอนไฟฟาทจายใหกบมอเตอร หนวยเปน โวลต Ea = แรงดนไฟฟาเหนยวน าทอารเมเจอร หนวยเปน โวลต Ra = ความตานทานของขดลวดในอารเมเจอร หนวยเปน โอหม

6

คาก าลงไฟฟาซงจะถกเปลยนเปนก าลงทางกลทอารเมเจอร (Pa) ดงสมการท 2.3

Pa = Ea• Ia (2.3)

เมอ Pa = ก าลงไฟฟาทอารเมเจอร หนวยเปน วตต

Ea = แรงดนไฟฟาเหนยวน าทอารเมเจอร หนวยเปน โวลต

Ia = กระแสทไหลผานอารเมเจอร หนวยเปน แอมป

คาก าลงงานสญเสยตางๆในมอเตอรกระแสตรงแบบแมเหลกถาวรแสดงดงภาพท 2.2

ภาพท 2.2 ล าดบการเกดก าลงสญเสยของมอเตอรไฟฟากระแสตรงแบบแมเหลกถาวร จากภาพไดอะแกรมการไหลของก าลงไฟฟาจะเหนไดวาถาน าก าลงอนพตลบดวยคาความ

สญเสยขดลวดทองแดงจะไดก าลงทเกดขน Developed Power (E'gIa) ดงสมการท 2.4

E'gIa = Pi - CL (CopperLosses) (2.4)

เมอ Pi = ก าลงไฟฟาดานอนพต หนวยเปน วตต

E'gIa = ก าลงทเกดขน หนวยเปน วตต CL = คาความสญเสยในขดลวดทองแดง หนวยเปน วตต

7

ก าลงไฟฟาดานเอาตพตเทากบ ก าลงไฟฟาดานอนพตลบกบคาความสญเสยในขดลวดทองแดงลบกบคาของความสญเสยทางกล ดงสมการท 2.5

Po = Pi - CL- Ps (2.5)

เมอ Po = ก าลงไฟฟาดานเอาตพต หนวยเปน วตต

Pi = ก าลงไฟฟาดานอนพต หนวยเปน วตต CL = คาความสญเสยในขดลวดทองแดง หนวยเปน วตต

Ps = คาของความสญเสยทางกล หนวยเปน วตต

2.2 ไอซตระกลททแอล [2] ไอซกระกลTTL เปนไอซลอจกอมตว มกจะถกใชงานในวงจรดจตอลมากทสดเพราะวา ความเรวของมนแฟนอนและแฟนเอาตทดและงายตอการตอรวมกบวงจรดจตอลอนๆ คณลกษณะเดนของวงจรTTLคอ มนใชทรานซสเตอรทมอมตเตอรหลายตวทอนพตแทนไดโอดทใชในไอซ DTL โดยจ านวนของอมตเตอรจะมคาเทากบจ านวนของแฟนอนของวงจร เพราะวาทรานซสเตอรทมอมตเตอรหลายตวจะมขนาดเลกกวาไดโอดทใชใน DTLมาก จงท าใหตนทนในการผลตลดลง ยงไปกวานนจะท าใหคาตวเกบประจลดลงไปนอย เพราะขนาดทเลกลงนจงท าใหเวลาขาขนและขาลงลดลง ดงนนความเรวจงสงขน ไอซตระกลนจะถกใชงานตงแตวงจรเกตงายๆ และฟลปฟลอป ผาน รจสเตอรตางๆในคอมพวเตอรในวงจรMSI ไปจนถงไมโครโปรเซสเซอรในLSI

ภาพท 2.3 วงจรพนฐานของ TTL

8

จากภาพท 2.3 ถาอนพต X และ Y เปน LOW จะท าใหแรงดนทเบสของ Q1 ลดลงเหลอประมาณ 0.7 V เปนผลท าใหเบสของ Q2 มแรงดนลดลงเหลอประมาณ 0 V Q2 จะหยดน ากระแส (Q2 เปดวงจร) ท าให Q4 หยดน ากระแส (Q4 เปดวงจร) เบสของ Q3 มแรงดนสงขน (เพราะ Q2 เปดวงจร) และมแรงดนประมาณ 0.7 V เมอเทยบอมเตอร Q3 จะน ากระแสท าใหเอาทพต มแรงดนสงประมาณ +5 V (HIGH) ถาอนพต X และ Y เปน HIGH Q1 จะหยดน ากระแสสงผลท าให Q2 น ากระแส และ Q3 หยดกระแส เอาทพตของวงจรจะเปน LOW 2.2.1 ลกษณะและคณสมบตของIC TTL ไอซททแอลตระกล 74 XXX เปนไอซทขนตนดวย74 ซงจะมฟงคชน, ลอจก, ความเรว, การกระจายก าลง และรปรางทแตกตางกนไป ดงแสดงในตารางท 2.1 และ 2.2

ตารางท 2.1 แสดงการเปรยบเทยบคณสมบตของIC TTL

Standard TTL

SN74….

High Speed TTL

SN74H….

Low Power TTL

SN74L….

Schottky TTL

SN74S….

Low Power Schottky

SN74LS….

Power Supply 5 V 5 V 5 V 5 V 5 V Noise Immunity 0.4 V 0.4 V 0.4 V 0.4 V 0.4 V Propagation Delay Time

10 nS 6 nS 33 nS 3 nS 9.5 nS

Power Consumption Per Gate

10 mW 22 mW 1 mW 19 mW 2 mW

Frequency Range 0-35 MHz 50 MHz 3 MHz 125 MHz 50 MHz Fan Out Fo = 10 Fo = 10 Fo = 10 Fo = 10 Fo = 20

9

ตารางท 2.2 แสดงการเปรยบเทยบของ IC TTL แบบตางๆ

แบบ ตวเลขขนตน

ลกษณะ

มาตรฐาน ก าลงงานสง ก าลงงานต า ชอตก ชอตก ก าลงงานต า ซมอส ความเรวสง

74 74 H 74 L 74 S 74 LS 74 HC

รนมาตรฐาน มความเรวสง,สญเสยก าลงงานมากทสด สญเสยก าลงงานต าทสด ใชชอตก,มความเรวสงทสด สญเสยก าลงงานต าและมความเรวสงสดเปนทนยมสงสด ใชซมอสทมความเรวสง

2.3 ไอซตระกลซมอส [2] ไอซตระกลซมอส สรางจากทรานซสเตอรแบบมอสเฟท ตระกลทนยมใชแพรหลายไดแก74HCXXซงเปนตระกลทเขากนได และเปนเบอรทสอดคลองตรงกบตระกลททแอล(7400) เนองจากอปกรณประเภทซมอสมความเรวในการท างานต า จงไดมการพฒนาใหมความเรวสงขน จะเหนซมอสในปจจบนมเบอรเปน74HCXX และสามารถทจะใชขบททแอลไดโดยตรง นอกจากนยงมตระกล54CXX ซงใชทางการทหารสามารถทจะท างานไดในชวงอณหภมตงแต–55ถง+1250C ในขณะท74CXX จะท างานในชวงอณหภมตงแต–40ถง+800C 54CXX สามารถทจะแทน 74CXX ในเบอรทตรงกนไดทนท แตจะไมพบบอยนกเพราะวา54CXX มราคาคอนขางแพง ซมอสอกตระกลหนงทเปนตระกลแรกของซมอสคอตระกลCD4000ผลตออกสตลาดครงแรกโดยบรษทอาซเอ(RCA)ปจจบนไมนยมใชเพราะไมสามารถทดแทนหรอเขากนไดกบไอซตระกลอน ๆ 2.3.1 คณสมบตเฉพำะของไอซตระกลซมอส คณสมบตเฉพาะทส าคญทจะตองพจารณาในการน าไปใชงาน สวนใหญจะเปนระดบแรงดนและกระแส โดยปกตระดบแรงดนลอจกทางเอาตพตของไอซลอจกจะมคามากหรอนอยนน ขนอยกบขนาดของโหลดทน ามาตอทางเอาตพตดวย และคาระดบแรงดนเมอลอจกมคาเปนLOWหรอ เปนHIGHทางดานอนพตและเอาตพต ของไอซลอจกทตางชนดกนกจะมคาไมเทากน

10

2.4 ทรำนซสเตอร [3] ทรานซสเตอรเปนอปกรณ เซมคอนดคเตอรชนดไบโพลาร ซงความหมายของไบโพลารคอ อปกรณหลายขวตอ ทรานซสเตอรไดจากการน าเอาสารกงตวน าชนดพและชนดเอนมาตอเรยงกน 2.4.1 ชนดของทรำนซสเตอร การแบงชนดของทรานซสเตอรสามารถแบงออกไดหลายวธแลวแตผผลตวาการแบงชนดของท ราน ซ ส เตอ รจะย ด ถ อ รป ลกษ ณ แบบ ไหนถ าแบ งใน รป ของก ารใช ง าน ก จะแบ งออกเปน ทรานซสเตอรทท าหนาทสวตซชง ทรานซสเตอรก าลงทรานซสเตอรความถสงฯลฯ การแบงอกวธหนงซงนยมใชกนมากในยคแรกๆคอ การแบงโดยใชสารทน ามาสรางเปนเกณฑ ซงสามารถแบงออกได 2ประเภทคอเยอรมนเนยมทรานซสเตอร(Germanium transistor) เปนทรานซสเตอรยคแรกๆ และเปนชนดท มกระแส รวไหลมากจงไมคอยมผ นยมใชซ ล คอนทรานซส เตอ ร (Silicon Transistor) เปนทรานซส เตอรท ม ประสทธภาพสง มกระแสรวไหลนอย(Leakage Current) เปนทรานซสเตอรทใชกนมากในยคปจจบน

2.4.2 โครงสรำงและสญลกษณของทรำนซสเตอร

เนองจากทรานซสเตอรถกสรางขนมาจากสารกงตวน าชนดพ(P)และเอน(N) ซงน ามาตอกน3ชน ท าใหเกดรอยตอขนระหวางเนอสาร2รอยตอ หรอเรยกวา จงชน(Junction) โดยทสารทอยตรงกลาง จะเปนคนละชนดกบสารทอยหวและทาย มขาตอออกมาส าหรบน าไปใชงาน3ขา ดงนนทรานซสเตอรจงแบงออกเปน2ชนด ตามโครงสรางของสารทน ามาใชคอ ทรานซสเตอรชนด พเอนพ(PNP) และทรานซสเตอรชนด เอนพเอน(NPN)

2.4.3 ทรำนซสเตอรชนด PNP

คอทรานซสเตอรทสรางจากสารกงตวน าชนดพ ชนดเอน และชนดพ มาเรยงกนตามล าดบแลวตอสายจากแตละชนสวนออกมาเปน3สาย เพอตอกบวงจรสารกงตวน าเอนจะเปนจดรวม

11

ภาพท2.4โครงสรางและสญลกษณของทรานซสเตอรชนด PNP

2.4.4 ขำของทรำนซสเตอร

ขาคอลเลคเตอร(Collector)เรยกยอๆวาขาC เปนขาทมโครงสรางใหญทสด ขาอมตเตอร(Emitter)เรยกยอๆวาขาE เปนขาท มโครงสรางใหญรองลงมาและจะอยคนละดานกบขาคอลเลคเตอร ขาเบส(Base)เรยกยอๆวาขาB เปนสวนทอยตรงกลางระหวางCและE มพนทของโครงสรางแคบทสดเมอเทยบกบอก2สวน เมอจ าแนกลกษณะการตอตวทรานซสเตอรจงคลายกบการน าเอาไดโอด2ตวมาตอกน

2.4.5 กำรท ำงำนของทรำนซสเตอร

จากการศกษาเกยวกบการไหลของกระแสภายในวงจรสารกงตวน าการทเราจะท าใหเกดการไหลของกระแสหรอใหทรานซสเตอรท างานไดนนจ าเปนจะตองใหไบอสและกระแสทปรากฏทางดานเอาทพท เราตองสามารถควบคมคาของกระแสไดดวย จงจะท าใหทรานซสเตอรขยายสญญาณไดตามความตองการ

การอธบายการท างานของทรานซสเตอร จ าเปนจะตองเขาใจการไหลในรปของโฮลและอเลกตรอน รวมถงการไบอสดวย ซงการไบอสเปนวธการทจะท าใหทรานซสเตอรพรอมทจะท างานนนเอง ในกรณของทรานซสเตอรม3ขา การปองกนแรงเคลอนทเหมาะสมหรอไบอสทถกตอง จะท าใหทรานซสเตอรท างานได

เมอพจารณาโครงสรางของทรานซสเตอรแลว จะสามารถจดรปแบบการขยายสญญาณ โดยตองมอนพตและเอาตพต เมอใหขาหนงเปนอนพทขาหนงเปนเอาทพท ขาทเหลอกจะตองเปนจดรวม(Common)อนพทกบเอาตพต จากหลกการดงกลาวเราก าหนดใหระหวางBกบE เปนอน(Input) และระหวางBกบCเปนเอาตพต(Output) ดงนนจะสามารถจดรปแบบการขยายได3แบบหรอ3คอมมอน

12

เนองจากวตถประสงคของทรานซสเตอรสรางมาจากหลกการทตองการใหกระแสทางดานอนพตไปควบคมกระแสเอาตพต ดงนนจะตองไบอสทางดานเอาตพตใหเปนไบอสแบบยอนกลบ(Reverse Bias) ถาใหไบอสตรงจะท าใหทางดานเอาตพตเปนอสระไมครบวงจร สวนเอาตพตทางดานอนพตจะใหไบอสตรง(Forward Bias)และแรงเคลอนทมาไบอสน ไมจ าเปนจะตองเปนแรงเคลอนไฟฟาทมคาสงแตอยางไร เพราะถาใหกระแสอนพตสงเกนไปจะท าใหกระแสเอาตพตเกดการอมตว

2.4.6 ทรำนซสเตอรดำรลงตน (Darlington transistor)

ทรานซส เตอรดารลงตน (Darlington transistor)เปน อปกรณสารกงตวน าท รวมเอา

ทรานซสเตอรแบบไบโพล 2ตวแบบเดยวกน มาเชอมตอแบบtandem(มกจะเรยกวา คดารลงตน;

darlington pair)ใหเปนอปกรณตวเดยว โดยมการขยายกระแสผานทรานซสเตอรตวแรก จากนนกขยายโดยทรานซสเตอรตวทสองอกทอดหนง ดวยเหตนจงท าใหมอตราขยาย(gain)ทสงมาก(แทนดวยhFE) และกนเนอทนอยกวาการใชทรานซสเตอร2ตวแยกกน

การจดทรานซสเตอรแบบน เปนผลงานการคดคนของซดนย ดารลงตน(Sidney Darlington) แนวคดในการเชอมตอทรานซสเตอร2หรอ3ตวมาเปนชปตวเดยวกนนน เขาไดจดสทธบตรเอาไวแลว แตทงนไมรวมถงแนวคดการจบรวมทรานซสเตอรจ านวนใดๆมาไวบนชปเดยวกน ซงในกรณนน ถอวาครอบคลมหลกการไอซสมยใหมทงหมด ส าหรบการจดวงจรทรานซสเตอรทคลายกนน โดยมการใชทรานซสเตอร2ตวทมชนดตางกน

(คอ NPN กบ PNP)จะเรยกวาค Sziklai pair หรอบางครงกเรยกวาคดารลงตนพเศษ(Darlington pair) ทรานซสเตอรแบบคดารลงตนนนท างานเหมอนทรานซสเตอรตวเดยว ทมอตราขยายกระแสสงมาก อตราขยายรวมของทรานซสเตอรแบบดารลงตนนน เทากบผลคณของอตราขยายของ

ทรานซสเตอรแตละตว ดงน βDarlington = β1xβ2

ในปจจบนอปกรณสมยใหมโดยทวไปจะมอตราขยายสงถง1,000เทาหรอมากกวาน ดงนนจงตองการกระแสเบสทนอยมาก เพอสวตชใหคดารลงตนนท างาน ในอปกรณรวมนนจะม3ขา(B,C และ E) เทยบเทากบขาของทรานซสเตอรมาตรฐานโดยทวไป ส าหรบแรงดนเบส-อมตเตอรนนกสงกวา โดยมคารวมเทากบผลรวมของแรงดน เบส-อมต

เตอรทง2ดงน VBE = VBE1 + VBE2

13

การเปดใหท างานนนจะตองมแรงดนประมาณ0.6โวลตครอมรอบตอเบส-อมตเตอรทงสอง ซงเชอมตอแบบอนกรมภายในคดารลงตนน ดงนนมนจงตองการแรงดนมากกวา1.2โวลต เพอจะเปดการท างาน และเมอคดารลงตนมสภาพการน าไฟฟาเตม กจะมแรงดนไฟฟาอมตวเทากบ0.6 โวลต ในการจดวงจรแบบนท าใหเกดการสญเสยก าลงเปนความรอนมากทเดยว ขอเสยอกอยางหนงของทรานซสเตอรแบบคดารลงตนกคอ ความเรวในการสวตชจะชา เนองมาจาก ทรานซสเตอรตวแรกไมสามารถจายกระแสไดอยางรวดเรวไปยงขาเบสของทรานซสเตอรตวทสอง ท าใหคดารลงตนนสวตชปดชาดวย การแกปญหาดงกลาวมกจะใชตวตานทานคาประมาณ200โอหมเชอมตอระหวางขาเบสและอมตเตอรของทรานซสเตอรตวทสอง และใชทรานซสเตอรดารลงตนแบบรวม จงมกจะมตวตานทานแบบนรวมอยดวย นอกจากนแลว ยงมการเปลยนเฟสทมากกวาทรานซสเตอรเดยวๆ และดวยเหตนจงไมมเสถยรภาพกบแรงดนปอนกลบแบบลบเปนอยางมาก ทรานซสเตอรแบบ คดารลงตนนนมกจะจ าหนายเปนชดสมบรณ แตเราอาจสราง คดารลงตน

ขนเองกได โดยใชทรานซสเตอร2ตวให Q1 ( เปนทรานซสเตอรตวซายในรป )อาจเปน

ทรานซสเตอรก าลงต า แตโดยปกตแลวQ2(ทรานซสเตอรตวขวามอในรป)จะตองเปนแบบก าลงสง

กระแสคอลเลก เตอรส งสดห รอ IC(max)ส าห รบ ค ดาร ลงตน น จะเท ากบ IC(max)ของQ2

ทรานซสเตอรดารลงตนทมจ าหนายโดยทวไปคอเบอร2N6282 ซงมอตราขยายกระแส2,400 ทกระแสคอลเลกเตอร10 แอมปและมรซสเตอรส าหรบปดสวตชดวย คดารลงตนนมความไวสงพอสมควรในการตอบสนองกระแสทต ามากทผานจากผวหนงของมนษย ท าใหสามารถน าไปประยกตใชเปนสวตชสมผสได

2.5 โครงสรำงของชดขบเกท วงจรขบเกท (Gate Drive) เปนวงจรสวนทส าคญ ท าหนาทเชอมโยงสญญาณพลสจากวงจรควบคมกบสวตซอเลกทรอนกสก าลง เชน ทรานซสเตอรก าลง,มอสเฟตก าลง หรอ ไอจบท เปนตนโดยทวไปวงจรขบเกตจะท าหนาทแยก (Isolated) ความเชอมโยงทางไฟฟาระหวางสญญาณพลสควบคมกบสวตซอเลกทรอนกสก าลงในวงจรก าลงและท าหนาทตดสญญาณควบคมสวตซอเลกทรอนกสก าลงในกรณทวงจรภาคก าลงอยในสภาวะกระแสโหลดเกนหรอแรงดนสงกวาพกด เปนตน

14

ภาพท 2.5 ลกษณะภายนอกของ TLP 250

ภาพท 2.6 วงจรภายในของ TLP 250 ขณะทน า TLP 250ไปตอใชงานตองมการตอตวตานทานRเพอจ ากดกระแสขาเขาOpto Isolatorดวย และตองตอตวเกบประจC ทระหวางขาSupplyทงสองขาเพอลดสญญาณรบกวน

15

บทท 3 กำรออกแบบเครองชวยไกวเปลเดก

ในบทนจะเปนเรองทเกยวกบการออกแบบโครงสรางตางๆของโครงงานเครองชวยไกวเปลอตโนมต และรวมไปถงการค านวณคาตางๆ โดยมหวขอดงตอไปน - การค านวณหาขนาดของมอเตอร - การออกแบบชดควบคมมอเตอร - การออกแบบวงจรควบคมการท างานของมอเตอร - การออกแบบวงจรขบมอเตอรดวยไอซ TLP250 - การออกแบบโครงสรางของเปล

3.1 กำรค ำนวณหำขนำดของมอเตอร ในการพจารณาเลอกมอเตอรไฟฟากระแสตรงทจะน ามาใชงาน โดยทวไปจะเลอกมอเตอรทความเรวรอบต าเพราะจะมคาแรงบดสงซงแปรผกผนกนอย เพอตองการใหมอเตอรมแรงมากพอส าหรบการออกแรงไกวเปลเดกใหได และตองเปนมอเตอรแบบทไมใชเฟองทดเพราะตองการใหมอเตอรหมนไปและกลบอยางอสระในจงหวะทไมจายไฟใหมอเตอร เพราะชวงจงหวะนนมอเตอรจะท างานเปน เจนเนอเรเตอร แลวน าสญญาณในชวงจงหวะนนไปเปนสญญาณอนพตเพอท าการแปลงเปนสญญาณสวตซควบคมการท างานของมอเตอรอกท

ภาพท 3.1 ภาพประกอบการค านวณการหาเสนรอบวงของเฟอง

r =0.004 m

16

จากภาพท 3.1 จะเหนวาเฟองของเครองชวยไกวเปลอตโนมต มรศมเทากบ 0.004 เมตร จงสามารถหาขนาดเสนรอบวงของเฟองไดจาก C = 2πr C = 2 x 3.141 x 0.004 C = 0.0251 เมตร ดงนนมอเตอรหมนครบหนงรอบ จะไดเสนรอบวงของเฟองเทากบ 0.0251 เมตร และน าขนาดของเสนรอบวงของเฟองไปหา จ านวนรอบตอนาทของมอเตอรได โดยดภาพท 3.2ประกอบ

ภาพท 3.2 ภาพประกอบการค านวณการหาความเรวรอบมอเตอร

17

จากภาพท 3.2 เมอเปลเดกเคลอนทจากจดท1ไปยงจดท3จะไดระยะของเสนเชอกทไกลทสดยาวเทากบ0.13เมตร ถาตองการใหมอเตอรหมนไดระยะสงสดเทากบ0.13เมตร จะสามารถค านวณหาความเรวรอบของมอเตอรตอนาทไดจากความสมพนธระหวางรอบทใช ระยะกระจดของเปลในต าแหนงท1กบต าแหนงท3 เทยบกบเสนรอบวงของแกนมอเตอร

รอบทใช = |ต าแหนงของวตถถวงน าหนกเชอกกเมอเปลอยจดท 1− ต าแหนงของวตถถวงน าหนกเชอกเมอเปลอยทจด 3|

C

รอบทใช = 0.13

0.0251 = 5.18 รอบ

จากการสงเกตจงหวะการไกวเปลดวยมอทคาความถทเหมาะสม เปลเดกเคลอนทไปและกลบ 7รอบใชเวลา10 วนาท ดงนนเมอเปลเคลอนทไปกลบครงรอบใชเวลา

t = 10

7 x

1

2 = 0.7142857 วนาท

สามารถหาความเรวรอบตอนาทของมอเตอรไดจาก

n = 1

0.7142857 x 5.18 x 60 = 435.12 ≈ 500 รอบตอนาท

ดงนนจะเลอกใชมอเตอรทมความเรวรอบประมาณ 500 รอบตอนาท และสามารถหาก าลงงานจรงเหมาะสมทมอเตอรใชในการไกวเปลไดดงน P = I V P = 0.6 x 12 P = 7.2 วตต ดงนนเครองชวยไกวเปลเดกอตโนมตควรใชมอเตอร ทมก าลงไฟฟาอยางนอยประมาณ 8 วตตขนไป

18

3.2 กำรออกแบบชดควบคมกำรไกวเปล

ภาพท 3.2 การออกแบบชดควบคมการไกวเปล ภาพท 3.3 ชดควบคมการไกวเปล จากภาพท 3.2 เปนการออกแบบชดควบคมการท างานของเครองชวยไกวเปลเดกอตโนมตซงจะสามารถแบงเปนสวนยอยๆไดเปน3สวนคอ 1 สวนของวงจรควบคมการท างานของมอเตอร ซงในสวนนจะท าหนาทรบสญญาณไซนจากมอเตอรในขณะทมอเตอรท างานเปนเจนเนอเรเตอร มาแปลงเปนสญญาณดจตอลเพอใชเปนสญญาณ ใหมอเตอร ON และ OFF แตยงไมสามารถน าไปควบคมการท างานของมอเตอรไดโดยตรง จงตองสงตอสญญาณไปยงสวนท 2 คอชดขบมอเตอรในสวนนจะใชไอซ TLP250 ซงเปนสวนทท าการขยายสญญาณ เพอทจะน าไปใชควบคมการ ON และOFF ของมอเตอร ในไอซประกอบดวย Opto Isolator มหนาทแยกไฟฟาแรงดนสงกวากบแรงดนต ากวา ซงใชแสงเปนตวกลางในการเชอมระบบ โดยน าแสงทไดไปขบในสวนของ current boost เพอขยายกระแสนนใหมากขนอกท และสงตอไปยงสวนท3 คอสวนสวตชก าลงทใชทรานซสเตอรมาเปนสวตช เพอน ากระแสไฟฟาใหมอเตอรท างาน ในโครงงานนพจารณาเลอกทรานซสเตอรชนดPNPแบบดารลงตน มาเปนสวตชควบคมการท างานของมอเตอร เนองจากทรานซสเตอรชนดนมคณสมบตพเศษกวา ทรานซสเตอรชนดอนเพราะประกอบดวยทรานซสเตอรสองตวตอกนอยภายใน ท าใหกระแสทขยายดวยตวแรกถกขยายตอดวยทรานซสเตอรตวทสอง เกนการขยายกระแสรวมจะเทากบเกนของแตละตวคณกน ดวยเหตนเองจงพจารณาเลอกทรานซสเตอรชนดนเพอน ามาใชงานกบเครองชวยไกวเปลเดกอตโนมต มอเตอรทเลอกน ามาใชกบโครงงานนคอมอเตอรกระแสตรงแบบแมเหลกถาวร (Permanent-Magnet DC Motors) มอเตอรประเภทนจะใชแมเหลกถาวรซงท าหนาทสรางฟลกซแมเหลกอยตลอดเวลา ดวยเหตนจงไมมก าลงสญเสยจากขดลวดฟลด ท าใหมอเตอรมขนาดเลกกระทดรดและม

19

ประสทธภาพคอนขางสงโดยจะใชแรงดนขนาด12โวลต มความเรวรอบประมาณ 450 รอบตอนาท และตองเปนมอเตอรแบบไมใชเฟองทด

3.3 กำรออกแบบวงจรควบคมกำรท ำงำนของมอเตอร

ภาพท 3.4 วงจรควบคมการท างานของมอเตอร จากภาพท 3.3 ใชหลกการงายๆคอ น าสญญาณไซน จากมอเตอร ในขณะทท างานเปนเจนเนอ เรเตอร มาผานวงจรชมททรกเกอรแบบดจตอลสองครง เพอแปลงจากสญญาณไฟฟาไซนไปเปนสญญาณไฟฟาดจตอล จะท าใหไดสญญาณทจะใชควบคมใหมอเตอรเรมท างาน จากนนน าสญญาณทควบคมใหมอเตอรเรมท างานนนมาผานวงจรRC จะไดเปนรปสญญาณRC แลวน าสญญาณจากวงจร RC มาผานนอตเกตอกสามครง เพอใหไดสญญาณทใชในการควบคมการท างานของมอเตอรใหหยดท างาน เมอไดสญญาณทควบคมใหมอเตอรเรมท างานและหยดท างานแลว น าสญญาณทงสองมาแอนกน เพอรวมสญญาณใหเปนสญญาณเดยวกน แลวน าคาสญญาณแบบ ดจตอลทไดไปใชควบคมการท างานของมอเตอรตอไป

20

ภาพท 3.5 แสดงภาพสญญาณแตละชวงทไดจากวงจรควบคมการท างานของมอเตอร

จากภาพท 3.4 มการแสดงภาพสญญาณทไดมาจากวงจรควบคมมอเตอร ดงตอไปน สญญาณ (ก) เปนรปสญญาณไซน ทไดมาจากมอเตอรในขณะทท าหนาทเปน เจนเนอเรเตอร สญญาณ (ข) เปนรปสญญาณดจตอลทไดจากการน าสญญาณไซนขางตนมาผานชมททรกเกอรแบบ ดจตอล2ครง ซงจะไดสญญาณทใชสงใหมอเตอรเรมท างาน สญญาณ (ค) เปนรปสญญาณRC ทไดมาจากการน าสญญาณดจตอลขางตนมาผานวงจร RC สญญาณ (ง) เปนรปสญญาณทไดมาจากการน าสญญาณRC มาผานนอตเกต3ครง ซงจะไดสญญาณ ทใชสงใหมอเตอรหยดท างาน สญญาณ (จ) เปนรปสญญาณทไดจากการน าสญญาณ(ข)และ(ง)มาแอนกน เพอใหไดสญญาณท

ควบคมการท างานของมอเตอรใหเรมท างานและหยดท างานอยในรปสญญาณเดยวกน

สญญาณ (ก)

สญญาณ (ข)

สญญาณ (ค)

สญญาณ (ง)

สญญาณ (จ)

21

3.4 กำรออกแบบวงจรขบมอเตอร 3.4.1 กำรขบมอเตอรกระแสตรงดวย IC TLP250 เมอไดสญญาณ Output ทเปนสญญาณดจตอล ซงไดจากการน าสญญาณ ON และ OFF มาแอนกนแลวจะน าสญญาณนน มาตอเขากบวงจรขบมอเตอร เพอเปนการเพมก าลงขบใหกบมอเตอรไฟฟากระแสตรง โดยใชTLP250 และทรานซสเตอรชนดPNP แบบดารลงตน โดยปอนสญญาณดจตอลนนตออนกรม กบไดโอดแลวตอเขากบขา3ของTLP250 ตอแรงดนไฟฟาDCขนาด5โวลตอนกรมผานความตานทาน 470โอหมเขาทขา2ของTLP250 เพอเปนคาแรงดนอางองขณะทสญญาณดจตอลท างานเปนหนง ทขา8ท าการจายไฟเลยงขนาด5โวลตสวนทขา5ตอลงกราวด จะไดเอาตพตของTLP250คอน าขา6และขา7ตอรวมถงกน แลวตออนกรมผานความตานทาน2กโลโอหม ดงรปท 3.5

ภาพท 3.6 เปนวงจรขบมอเตอรกระแสตรงดวยไอซ TLP250 3.4.2 วงจรสวตชชงดวยทรำนซสเตอรชนด PNP แบบดำรลงตน เมอไดสญญาณเอาตพตจากไอซTLP250แลว น าสญญาณมาตอเขากบขาBของทรานซสเตอรชนดPNPแบบดารลงตน ทขาCตอแรงดนไฟฟากระแสตรงขนาด1โวลตทขาE จะไดสญญาณเอาตพตทท างานเปนสวตชONและOFFส าหรบมอเตอรไฟฟากระแสตรง ดงภาพ ท 3.6

22

ภาพท 3.7 เปนวงจรสวตช ON และ OFF มอเตอรไฟฟากระแสตรงซงใชทรานซสเตอรชนด PNPแบบดารลงตน

3.5 โครงสรำงของเปลทใชในโครงงำน ฃ

ภาพท 3.8 โครงสรางเปลทางดานหนา

23

ภาพท 3.9 โครงสรางเปลทางดานขาง

ภาพท 3.10 สวนประกอบของเปลทางดานลาง(พนของเปล)

ภาพท 3.11 สวนประกอบทางดานหนาและทางดานหลง(ขาของเปล)

24

ภาพท 3.12 สวนประกอบ ของเปลทางดานซายและทางดานขวา(ทยดขา)

ภาพท 3.13 สวนประกอบของเปลทางดานหนาและทางดานหลง

ภาพท 3.14 สวนประกอบของเปลทางดานซายและทางดานขวา

25

บทท 4 กำรทดลองและผลกำรทดลอง

ในบทนจะกลาวถงการทดลองการท างานของเครองชวยไกวเปลเดกอตโนมต ซงการท างานจะอาศยการสรางสญญาณจากตวของมอเตอรทใชไกวเปลในขณะทมอเตอรท าหนาทเปน เจนเนอ เรเตอร แลวน าสญญาณดงกลาวมาแปลงเปนสญญาณควบคมใหมอเตอรเรมท างานหรอหยดท างานแสดงดงรปสญญาณตางๆไวดงน

ภาพท 4.1 สญญาณไซนเทยบกบสญญาณONขณะทยงไมจายไฟใหมอเตอร จากภาพท 4.1 สญญาณขางบนคอ สญญาณไซนทวดจากขวของมอเตอรขณะท าหนาทเปนเจนเนอเรเตอรโดยทดลองไกวเปลดวยมอและไมจายไฟใหมอเตอร สวนสญญาณขางลางคอ สญญาณทเกดจากการน าสญญาณไซนขางบนมาผานชมททรกเกอรแบบดจตอลสองครง ท าใหสามารถแปลงจากสญญาณไซนเปนสญญาณดจตอลทใชควบคมการONของมอเตอรได เมอน าสญญาณทงสองมาเปรยบเทยบกนพบวาชมททรกเกอรแบบดจตอลนน จะเรมท างานทคาแรงดนขาขนเรมตนประมาณ1.7โวลทและหยดท างานทคาแรงดนขาลงประมาณ0.9โวลท จากคณสมบตดงกลาวของ

สญญำณไซน สญญำณON

26

ชมททรกเกอรแบบดจตอลน จงสามารถท าใหเลอกน ามาประยกตใชงานกบโครงงานเครองชวยไกวเปลเดกอตโนมตในล าดบตอไปได

ภาพท 4.2 สญญาณONเทยบกบสญญาณRC ขณะจายไฟใหมอเตอรแลว

จากสญญาณขางบนในภาพท 4.2 คอสญญาณดจตอลทใชควบคมการONของมอเตอร ซงน าหลกการแปลงสญญาณไซนกอนหนานมาประยกตใชงาน โดยน าสญญาณไซนชวงแรกกอนทสวตชทรานซสเตอรจะท างานมาผานชมททรกเกอรแบบดจตอลสองครง เพอแปลงจากสญญาณอนพตใหเปนสญญาณดจตอลทสามารถน าไปเปนสญญาณควบคมการONของมอเตอร สวนสญญาณขางลางในภาพเปนการน าสญญาณทควบคมการONของมอเตอรขางตนมาผานวงจรRCเพอท าการแปลงจากสญญาณONของมอเตอรใหเปนสญญาณRC โดยสญญาณRCนเปนสญญาณทสามารถน าไปใชปรบต าแหนงชวงเวลาOFFของมอเตอรไดในล าดบตอไป

สญญำณON จดOFF(สญญำณRC)

27

ภาพท 4.3 สญญาณRCเทยบกบสญญาณOFF จากสญญาณขางบนในภาพท 4.3 คอสญญาณRCทเกดจากการน าสญญาณONของมอเตอรมาผานวงจรRC ท าใหไดสญญาณRCทสามารถน าไปใชปรบต าแหนงชวงเวลาOFFของมอเตอรได ซงไดกลาวมาแลวขางตน สวนสญญาณขางลางคอสญญาณทเกดจากการน าสญญาณRCกอนหนามาผานนอตเกต3ครงเพอท าการแปลงจากสญญาณRCใหเปนสญญาณOFF ทใชควบคมการOFFของมอเตอรใหหยดท างานได เมอน าสญญาณทงสองมาเปรยบเทยบกนพบวาต าแหนงการหยดท างานมอเตอรจากสญญาณOFFของมอเตอรนน จะขนอยกบต าแหนงยอดคลนของสญญาณRC ดงนนคาเวลาOFFนสามารถควบคมไดจากตวตานทานทมคาแตกตางกนไป เพอใหสามารถมองเหนต าแหนงหยดท างานสญญาณOFFของมอเตอรไดชดเจนขน จ าเปนตองสงเกตจากภาพขยายสญญาณประกอบ

ภาพขยายสญญาณ

สญญำณOFF

จดOFF(สญญำณRC)

28

ภาพท 4.4 สญญาณRC1เทยบกบสญญาณRC2

จากสญญาณขางบนในภาพท 4.4 คอสญญาณRC1ซงเปนสญญาณทวดไดจากวงจรRCทก าหนดใหใชคาความตานทานทเรมตน สวนสญญาณขางลางเกดจากปรบคาความตานทานจากเดมใหสงขน เมอน าสญญาณทงสองมาเปรยบเทยบกน ต าแหนงยอดคลนของสญญาณRCในคาบเวลาจะเลอนออกไป เปนผลท าใหจดหยดท างานจากสญญาณทควบคมการOFFของมอเตอรนนเลอนตามไป จากหลกการนสามารถน าไปประยกตใชเพอท าใหสามารถก าหนดจดหยดท างานของสญญาณOFFของมอเตอรได

จดOFF(สญญำณRC2)

จดOFF(สญญำณRC1)

29

ภาพท 4.5 สญญาณONเทยบกบสญญาณOFF จากสญญาณขางบนในภาพท 4.5 คอสญญาณON ทไดอธบายมาแลวกอนหนา และใชสญญาณนเปนสญญาณควบคมจดเรมท างานของมอเตอร สวนสญญาณขางลางในภาพคอสญญาณทไดจากการน าสญญาณRCมาผานนอตเกต3ครง เพอแปลงจากสญญาณRCใหเปนสญญาณOFFและใชสญญาณนไปควบคมจดเรมหยดท างานของมอเตอร เพอท าใหสามารถมองเหนรปแบบจดเรมหยดท างานของมอเตอร วาแตกตางจากสญญาณONของมอเตอรอยางไร จะตองสงเกตจากภาพขยายสญญาณประกอบ และเมอสงเกตจะพบวาในชวงจงหวะเวลาขาลงของสญญาณONจะตามหลง ชวงจงหวะเวลาขาลงของสญญาณOFFอยเลกนอย

สญญำณON

ภาพขยายสญญาณ

สญญำณOFF

30

ภาพท 4.6 สญญาณONเทยบกบสญญาณON-OFF จากสญญาณขางบนในภาพท 4.6 คอสญญาณONทไดอธบายมาแลวกอนหนา และใชสญญาณนเปนสญญาณควบคมจดเรมท างานของมอเตอร สวนสญญาณขางลางในภาพน คอสญญาณท เกดจากการน าสญญาณONและสญญาณทใชควบคมจดเรมหยดท างานของมอเตอรกอนหนามา แอนกนท าใหสามารถรวมสญญาณทงสองใหเปนสญญาณเดยวได ซงจะน าสญญาณทไดนไปเปนสญญาณขบมอเตอรในล าดบตอไป

สญญำณON สญญำณON-OFF

31

ภาพท 4.7 สญญาณON-OFFเทยบกบสญญาณมอเตอร จากสญญาณขางบนในภาพท 4.7 คอสญญาณON-OFFของมอเตอรทไดอธบายมาแลวกอนหนาซงเปนสญญาณทท าหนาทควบคมงานใหมอเตอรONและOFFอยในสญญาณเดยวกน และน าเอาสญญาณON-OFFของมอเตอรขางตนผานวงจรขบมอเตอร เพราะสญญาณON-OFFของมอเตอรยงมคาก าลงงานทไมมากพอส าหรบการน าไปควบคมการท างานของมอเตอรได ซงจะตองน าสญญาณไปผานวงจรขบมอเตอรกอน เพอเพมคากระแสใหสงขนท าใหสามารถไดคาก าลงงานทมากพอส าหรบการน ามาใชงาน โดยในโครงงานนเลอกใชไอซTLP250เปนตวขบมอเตอร จากนนสงตอสญญาณไปใหทรานซสเตอรชนดPNPแบบดารลงตนทเปนสวตซควบคมการท างานของมอเตอร โดยเมอวดสญญาณทมอเตอรจะปรากฎดงรปสญญาณขางลางในภาพน และสญญาณนเองจะถกสงยอนกลบไปผานชมททรกเกอรแบบดจตอล2ครง เพอเปนสญญาณONเหมอนตอนแรกอกครงแลววนซ าไปเรอยๆตามล าดบ

สญญำณON-OFF สญญำณON-OFF

32

ตารางท 4.1 แสดงการเปรยบเทยบน าหนกในเปลตอกระแสของมอเตอร ระดบการ

ไกวเปล

น าหนกใน

เปล

(กโลกรม)

กระแส

มอเตอร

(แอมป)

ก าลงงานทใช

(วตต)

ความเรวของเปล

ไปและกลบ

(รอบตอนาท)

ความเรวรอบ

ของมอเตอร

(รอบตอนาท)

1 5 0.45 5.40 41.380 428.691

1 10 0.47 5.64 43.478 450.437

1 15 0.52 6.24 45.113 467.371

2 5 0.54 6.48 42.857 444.999

2 10 0.55 6.60 44.776 463.881

2 15 0.59 7.08 45.802 474.504

3 5 0.63 7.56 43.795 453.723

3 10 0.65 7.80 45.450 470.914

3 15 0.70 8.40 46.154 478.156

จากตารางท 4.1 จะสงเกตเหนไดวาเมอถวงน าหนกในเปลใหหนกเพมขน กระแสทวดจาก

มอเตอรกจะสงขนเปนผลท าใหคาก าลงงานทใชในการไกวเปลเดกมากขนตามไปดวย แตจะ

แปรผกผนกบความเรวรอบของมอเตอรเพราะเมอถวงน าหนกในเปลใหหนกเพมขนความเรวรอบก

จะลดลง

33

ภาพท 4.8 กราฟแสดงความสมพนธระหวางความเรวรอบของมอเตอรแตละระดบเทยบกบน าหนก ทถวงในเปล จากภาพท 4.8 เปนกราฟแสดงความสมพนธระหวางความเรวรอบของมอเตอรแตละระดบเทยบกบน าหนกทถวงในเปลจะเหนไดวาในระดบท 1 2 และ3 ความเรวรอบจะแปรผนตามน าหนกในเปลซงเมอน าหนกในเปลเพมขน ความเรวรอบกจะเพมขนตามไปดวย

34

บทท 5

สรปและขอเสนอแนะ โครงงานนเปนการศกษาและทดลองสรางเครองไกวเปลแบบอตโนมต โดยใชมอเตอรไฟฟากระแสตรง ทพกดแรงดน 12โวลต กระแส 1.2 แอมป ผลการทดลองคอเครองชวยไกวเปลเดก อตโนมตสามารถท างานไดจรงตามหลกการ โดยการท าโครงงานเครองชวยไกวเปลเดกอตโนมตนเรมตนจากในบทท 2 อธบายถงทฤษฎพนฐานการหาก าลงงานไฟฟา พลงงานไฟฟา หลกการท างานของมอเตอรกระแสตรงแบบแมเหลกถาวร พนฐานไอซตระกลททแอลและตระกลซมอสในรปแบบตางๆ ในล าดบตอมาในบทท 3 ไดอธบายถงขนตอนการค านวณหาขนาดของมอเตอร รวมทงอธบายถงหลกการท างานและวธการออกแบบชดควบคมการท างานของมอเตอรไฟฟากระแสตรง การออกแบบวงจรควบคมการท างานของมอเตอร การออกแบบวงจรขบมอเตอรกระแสตรงดวย IC ชนดพเศษ ซงไดอธบายถงรายละเอยด และล าดบตอมาในบทท 4 คอผลการทดลองการใชงานจรงของเครองชวยไกวเปลเดกอตโนมตทสรางขน ซงไดท าการวดสญญาณ

แรงดนไฟฟากบโหลดจรง และเมอทดลองถวงน าหนกเปลใหมน าหนกเพมขนตามล าดบโดยสงเกตประสทธภาพของการไกวเปลของเครองชวยไกวเปลเดกอตโนมต สามารถสรปผลไดดงน เมอเปลเดกมน าหนกเพมขนประสทธภาพการไกวเปลของเครองชวยไกวเปลเดกอตโนมตกจะลดลงเลกนอยตามล าดบ ในการทดลองจะเหนไดวาประสทธภาพการไกวเปลของเครองไกวเปลเดกอตโนมตยงมสญญาณรบกวนในวงจรบางเลกนอย สบเนองมาจากขณะมอเตอรท างานเปน เจนเนอเราเตอร มสญญาณรบกวนทเกดขนนท าใหไมไดรปสญญาณไซนทสมบรณแบบในอดมคต (IDEL SINE WAVE) และเมอน าสญญาณน นมาเปนสญญาณอนพต ท าใหเมอแปลงสญญาณแลวคาสญญาณเอาตพตทไดเกดความคลาดเคลอนจากทฤษฎบาง ดงน นจงควรมการท าวงจรกรองสญญาณรบกวนออก กอนทจะน ามาเปนสญญาณอนพต และภายในวงจรควรมวงจรกรองสญญาณรบกวนอกครงเพอใหสญญาณเอาตพตทไดมคลาดเคลอนจากทฤษฎนอยทสด ซงจะท าใหไดประสทธภาพการท างานของเครองไกวเปลเดกอตโนมตดขนตามไปดวย

35

เอกสำรอำงอง

[1] มงคล ทองสงคราม "เครองกลไฟฟากระแสตรง" จดพมพโดย บรษท รามาการ พมพจ ากด 2538 [2] มงคล ทองสงคราม "ทฤษฎดจตอล" จดพมพโดย บรษท อ.เอ.ปรนตง , หจก. [3] มงคล ทองสงคราม "อเลกทรอนกสเบองตน" จดพมพโดย บรษท บรษท อ.เอ. ปรนตง , หจก. [4] การพฒนาเครองชวยไกวเปลเดก, โดย สมภพ ทพยโภชนา ชาญฤทธ ศรแสง รหส โครงงาน 47EE094 ป2550 อ.อมาพร ทองรกษ ทปรกษา

36

ภำคผนวก