โครงงานวศวกรรมคอมพวเตอร

การควบคมหนยนตระยะไกลดวยระบบไมโครคอนโทรลเลอร

REMOTE ROBOTIC CONTROL VIA RF MODULES BASE ON

MICROCONTROLLER CONTROL

นายณฐพงษ ทมทศน

สาขาวชาวศวกรรมคอมพวเตอร คณะวศวกรรมศาสตร กาแพงแสน

มหาวทยาลยเกษตรศาสตร

พ.ศ. 2554

ใบรบรองโครงงานวศวกรรมคอมพวเตอร สาขาวชาวศวกรรมคอมพวเตอร คณะวศวกรรมศาสตร กาแพงแสน

มหาวทยาลยเกษตรศาสตร ปรญญาวศวกรรมศาสตรบณฑต (วศวกรรมคอมพวเตอร)

เร#อง การควบคมหนยนตระยะไกลดวยระบบไมโครคอนโทรลเลอร Remote Robotic Control via RF Modules based on Microcontroller Control

ผดาเนนโครงงาน นายณฐพงษ ทมทศน ไดรบการพจารณาเหนชอบโดย

ประธานกรรมการ

( อาจารยพเชษฐ สบสายพรหม, วศ.ม. ) กรรมการ

( ผชวยศาสตราจารยอมรฤทธ8 พทธพพฒนขจร, Ph.D. ) กรรมการ

( อาจารยรอยโทอนมต องคนนนท, วศ.ม. )

สาขาวชาวศวกรรมคอมพวเตอรรบรองแลว

( ผชวยศาสตราจารยอมรฤทธ8 พทธพพฒนขจร, Ph.D. )

หวหนาสาขาวชาวศวกรรมคอมพวเตอร

วนท# เดอน พ.ศ.

โครงงานวศวกรรมคอมพวเตอร

เร?อง

การควบคมหนยนตระยะไกลดวยระบบไมโครคอนโทรลเลอร

Remote Robotic Control via Rf Modules Base on Microcontroller Control

โดย

นายณฐพงษ ทมทศน

เสนอ

สาขาวชาวศวกรรมคอมพวเตอร คณะวศวกรรมศาสตร กาแพงแสน มหาวทยาลยเกษตรศาสตร เพ?อความสมบรณแหงปรญญาวศวกรรมศาสตรบณฑต (วศวกรรมคอมพวเตอร)

พ.ศ. 2554

ณฐพงษ ทมทศน 2;;<: การควบคมหนยนตระยะไกลดวยระบบไมโครคอนโทรล- เลอร ปรญญาวศวกรรมศาสตรบณฑต (วศวกรรมคอมพวเตอร) สาขาวชาวศวกรรมคอมพวเตอร อาจารยทFปรกษาโครงงานหลก: อาจารยพเชษฐ สบสายพรหม, วศ.ม. JK หนา

การควบคมหนยนตผานระบบการสFอสารดวยคลFนวทย เปนหนF งในเทคโนโลยทFมการนามาประยกตใชกบระบบควบคมระยะไกล เนFองจากคณสมบตในดานตนทน ประสทธภาพในการสFอสารขอมล และการปรบเปลFยนระยะทางการสFอสารไดดวยการปรบเปลFยนกาลงสง ซF งทาใหมความหลากหลายในการใชงาน ดงนUนเพFอสรางระบบสนบสนนประสทธภาพของตวหนยนต จงเกดแนวคดในการออกแบบระบบควบคมหนยนตควบคมดวยมอแบบระยะไกล โดยใชตวรบ-สงสญญาณวทยทางานรวมกบระบบไมโครคอนโทรลเลอร เพFอใหสามารถสงและประมวลรหสคาสFงตามทFกาหนด ดงนUนโครงงานนU จงแบงออกเปน W สวนดวยกน สวนแรกคอสวนของตวควบคมระยะไกล มหนาทFเปนควบคมการทางานของตวหนยนตบงคบระยะไกล และสวนของตวหนยนตบงคบระยะไกล มหนาทF รบคาสFงจากตวควบคมระยะไกลมาประมวลผล และสFงใหอปกรณฮารดแวรตางๆ ทางานตามคาสFงทFกาหนด

_________________ _______________________ ___ / __/ __ ลายมอช?อนสต ลายมอช?อประธานกรรมการ

Nattapong Timtus 2011: Remote Robotic Control via RF Modules Based on Microcontroller Control. Bachelor of Engineering (Computer Engineering), Department of Computer Engineering. Project Advisor: Mr. Pichat Supsaiphom, M.E. 91 pages. Controlling robots through communication systems with radio wave is one of the

technologies that is applied to use with a remote control. Because of the principal qualification, capability of data communication and phase of communication shift that make it has variety of applications. Therefore to create the support system of robot qualification, the idea of designing the robot controlling system with a remote control is created. It uses the radio transmitter and receiver which works with a microcontroller in order to send and process the code that is set. Thus this project is divided for two parts. The first one is the remote control which controls the long distance operation of the robot and the second one is to send the transmission to the hardware and process the order given by the remote control.

/ / Student’s signature Project Advisor’s signature

กตตกรรมประกาศ

ขาพเจาขอกราบขอบพระคณอาจารยพเชษฐ สบสายพรหม อาจารยทFปรกษาปรญญานพนธหลกทFไดประสทธm ประสาทวชาความรและทฤษฎตางๆ ตลอดจนเปนทFปรกษาในการวางแนวทาง วางแผนงาน แกปญหา และตรวจสอบขอบกพรองตางๆ จนโครงงานชUนนU สาเรจลลวงดวยด ขอกราบขอบพระคณ ผศ.ดร.อมรฤทธm พทธพพฒนขจร อาจารยทFปรกษาปรญญานพนธรวม ทFกรณาใหคาปรกษา และขอเสนอแนะตางๆ จนสงผลใหงานวจยนUสมบรณยFงขUนในทกๆ ดาน และประสบผลสาเรจลลวงไปดวยด

ขอกราบขอบพระคณอาจารยวรญญา อรรถเสนา อาจารยท?ปรกษาท?ไดคอยแนะแนวทาง ความร หลกในการทาโครงงาน และใหกาลงใจในการทางานมาโดยตลอด จนทาใหโครงงานชVนนV มความสมบรณ และประสบผลสาเรจลลวงไปดวยด

ขอขอบคณเจาหนาท?ธรการสาขาวชาวศวกรรมคอมพวเตอร มหาวทยาลยเกษตรศาสตร วทยา

เขตกาแพงแสน ท?ไดชวยประสานงาน ดานเอกสาร และกจการตางๆ จนโครงงานชVนนVสาเรจลลวงไปดวยด

ดวยความดและประโยชนท?ไดจากโครงงานชVนนV ขอมอบแด คณพอ คณแม อาจารย และ

สมาชกครอบครวทกๆ ทานท?ไดใหกาลงใจเสมอมา

ณฐพงษ ทมทศน กรกฎาคม Z[54

(1)

สารบญ

หนา

สารบญ (\) สารบญตาราง (Z) สารบญภาพ (3) คานา \ ท?มา Z วตถประสงค _ การตรวจเอกสาร ` อปกรณและวธการ Za อปกรณ Za วธการ Z[ ผลและวจารณ `0 ผล `0 วจารณ `5 สรปและขอเสนอแนะ `6 สรป `6 ขอเสนอแนะ `8 เอกสารและส?งอางอง 49 ภาคผนวก 50

ภาคผนวก ก ขUนตอนการทางานของหนยนตควบคมระยะไกล 51 ภาคผนวก ข Source Code Program 56 ภาคผนวก ค ขอมลตวรบ-สงคล?นสญญาณวทย gg ภาคผนวก ง ขอมลบอรดการทดลองรน P89C51RD2 70

ภาคผนวก จ ขอมลบอรดการทดลองรน CP-JR51USB v1.0 76 ภาคผนวก ฉ ขอมลโมดลเขมทศดจทอล 79 ภาคผนวก ช ขอมลตวขบมอเตอร (L293D) xJ

ประวตการศกษาและการทางาน 9a

(2)

สารบญตาราง

ตารางท# หนา

1 ผลการทดสอบการหมนของตวหนยนต `1 2 แผนภาพแสดงวธการทดลองกาหนดระยะทางในการเคลFอนทF ``

ตารางผนวกท#

1 ตารางแสดงตาแหนงรจสเตอรโมดลเขมทศดจทอล k0

2 ตารางแสดงขาของ IC เบอร L293D 89

(3)

สารบญภาพ

ภาพท# หนา

1 หนยนตดานUาประเภทนUใชการควบคมระยะไกล g 2 ความสมพนธในขบวนการคดและทางานของหนยนต l 3 RF-Wireless (RF2.4GHz) k 4 แสดงแหลงจายไฟ RF-Wireless (RF2.4GHz) \a 5 ไมโครคอนโทรลเลอรรน CP-JR51USB v1.0 \\ 6 แสดงลกษณะโครงสรางบอรด CP-JR51USB v1.0 \Z 7 แสดงขาคอนเนคเตอร I/O พอรต 34 Pin \_ 8 แสดงตาแหนงขาคอนเนคเตอร 12C BUS, 10 Pin \` m แสดงขUวตอสญญาณ RS232 ของบอรด CP-JR51USB v1.0 \`

\a ไมโครคอนโทรลเลอรรน P89V51RD2 \[ \\ โมดลเขมทศดจทอล (Digital Compass Module) \g \Z บอรด ADX-CMPS03 1l \_ สาย PCB3A 18 \` Compilers KEIL uVision2 19 \[ บอรดไมโครคอนโทรลเลอร AT89C5131 20 \g บอรดไมโครคอนโทรลเลอร AT89C;KRD2 21 17 จอ LCD ขนาด K�*W 21 18 โมดลเขมทศดจทอล (Digital Compass Module) ZZ 19 RF-Wireless (RF2.4GHz) ZZ 20 ชดเฟองขบมอเตอร สาเรจรป (DC MOTOR) 2_ 21 ชดประกอบฐาน 2_ 22 ชดลอตนตะขาบ TAMIYA 24 23 การออกแบบการเชFอมตอการทางานของหนยนตควบคมระยะไกลดวยระบบ

ไมโครคอนโทรลเลอร 2k 24 การออกแบบหนยนตควบคมระยะไกล _\

(4)

สารบญภาพ (ตอ)

ภาพท# หนา

25 วงจร Driver Motor 3Z 26 วงจร LCD Module 3Z 27 วงจรไมโครคอนโทรลเลอร MCS-51 เบอรAT89C5131 3_ 28 วงจรไมโครคอนโทรลเลอร MCS-51 เบอรAT89C5KRD2 3` 29 การทางานในสวนของฟงกชFน main() 3[ 30 การทางานในสวนของโหมด CMPS03 ของตวควบคมระยะไกล 3g 31 การทางานในสวนของโหมด MANUAL ของตวควบคมระยะไกล 3l 32 การทางานในสวนโหมด CMPS03 ของตวหนยนต 3k 33 การทางานในสวนโหมด MANUAL ของตวหนยนต _m 34 แผนภาพแสดงวธการทดลองกาหนดระยะทางในการเคล?อนท? 43 35 การ รบ-สง ขอมลผานโปโตคอล 4l

ภาพผนวกท#

\ ตวหนยนตและรโมทควบคม [Z Z แสดงเมFอเรFมการเลอกโหมดการทางาน [_ _ แสดงเมFอเรFมโหมดการทางานโหมด CMPS03 [` ` แสดงเมFอเรFมโหมดการทางานโหมด MANUAL [[ [ แสดงหนยนตเรFมทางานตามคาสFง [[ g การตอสายสญญาณ RS232 เพFอใชแหลงจายไฟจากบอรดไมโครคอรโทรลเลอร g7

l แสดงสายสญญาณ RS232 เพFอใชกบ ET-RF24G โหมด RF Receive Only และ RF Transmit Only gl

k แสดงแผนผงการตอสายRS232 เพFอใชงานกบ ET-RF24GโหมดAuto Direction 68

m วงจร ET-RF W<G-VK gm \a P89V51RD2 block diagram l1

(5)

สารบญภาพ (ตอ)

ภาพผนวกท# หนา

1\ ตว PLCC44 pin configuration l2 \2 PDIP40 pin configuration l3 \3 LCD pin configuration l4 \4 LCD 16*2 l4 15 P89V51RD2 Connect to RS232 75 16 Print for P89V51RD2 75 17 AT89C5131 52-pin PLCC Pinout 77 18 Block Diagram AT89C5131 78 19 Timing Diagram Cmps03 81 20 Push-Pull Four Channel Driver with Diodes 83 21 Absolute Max Rate, PinConnection and Thermal Data 84 22 Electrical Characteristics 85 23 Truth Table 86 24 Powerdip Package Mechanical Data 89 25 SO20 Package Mechanical Data 88

1

การควบคมหนยนตระยะไกลดวยระบบไมโครคอนโทรลเลอร

Remote Robotic Control via RF Modules based on Microcontroller Control

คานา

ในปจจบนมการนาเทคโนโลยการสFอสารดวยคลFนวทยมาใชงานรวมกบระบบควบคมหนยนตระยะไกล เพFอควบคมการปฏบตงานของหนยนตในพUนทFหางไกลหรอมความเสFยงสง การควบคมระยะไกลดงกลาวกอใหเกดการทางานทFเปนอสระ และเขาไปสนบสนนประสทธภาพการทางานของระบบหนยนตอตโนมต

ในสวนของโครงงานนUผจดทาไดนาเทคโนโลยการควบคมระยะไกลมาประยกตใชงานกบหนยนตอตโนมตเพFอเปนตวกลางในการสFงงาน ระหวางไมโครคอนโทรลเลอรทFตดตU งบนตวหนยนตและทFตดตUงบนอปกรณควบคม ไมโครคอนโทรลเลอรทFทาหนาทFควบคมหนยนตจะรบคาคาสFงจากชองทางการสFอสารนU เพFอประมวลผลคาสFง และสFงงานหนยนตใหปฏบตงานไดตามประโยคคาสFงทFกาหนด

2

ท>มา

เนFองจากปจจบนมการนาเอาหนยนตมาใชในงานหลากหลายประเภท หนยนตสารวจเปนอกหนF งเทคโนโลยทFชวยอานวยความสะดวก และสามารถปฏบตงานแทนมนษยไดในบางสภาพพUนทF โดยเฉพาะอยางยFงพUนทFมนษยไมสามารถเขาไปปฏบตงานได หรอพUนทFทFมอนตรายและความเสF ยงตอการเขาไปปฏบตงานสง เชน หนยนตรสารวจอวกาศ หนยนตกภย หนยนตสารวจทางอากาศ และหนยนตสารวจใตทะเลลก เปนตน

หนยนตเหลานU สวนใหญจะอาศยการควบคมดวยระบบอตโนมต ซF งหนยนตจะม

ความสามารถในการตดสนใจไดดวยตนเอง แตการทางานดงกลาวยงเกดขอจากดดานการใชงานในบางกรณหรอในบางสภาพพUนทFทFการทางานแบบอตโนมตไมสามารถตอบสนองได จงทาใหระบบอตโนมตยงมจดบกพรองอยพอสมควร ดงนUนการออกแบบหนยนตทFประกอบดวยระบบอตโนมตทางานรวมกบระบบควบคมดวยมอ (Manual Control) เปนการเพFมฟงกชFนการทางานของหนยนตใหมประสทธภาพมากขUน ระบบการควบคมดวยมอนU มไวสาหรบสนบสนนการทางานในกรณทFระบบอตโนมตเกดความผดพลาด หรอไมสามารถทางานไดอยางเตมประสทธภาพ ลกษณะการควบคมดวยมอมการสงผานคาสFงควบคมไปยงหนยนตหลากหลายรปแบบ เชน การควบคมผานสาย การควบคมผานคลFนไมโครเวฟ การควบคมผานคลFนสญญาณ บลทธ การควบคมผานคลFนวทย เปนตน และยงมเทคโนโลยการสFอสารอกหลายรปแบบทFสามารถนามาใชในการควบคมระยะไกลได

การควบคมหนยนตผานระบบการสFอสารดวยคลFนวทย เปนหนF งในเทคโนโลยทFมการ

นามาประยกตใชกบระบบควบคมระยะไกล เนFองจากคณสมบตในดานตนทน ประสทธภาพในการสFอสารขอมล และการปรบเปลFยนระยะทางการสFอสารไดดวยการปรบเปลFยนกาลงสง ทาใหมความหลากหลายในการใชงาน ดงนUนเพFอสรางระบบสนบสนนประสทธภาพของตวหนยนต จงเกดแนวคดในการออกแบบระบบควบคมหนยนตควบคมดวยมอแบบระยะไกล โดยใชตวรบ-สงสญญาณวทยทางานรวมกบระบบไมโครคอนโทรลเลอร เพFอใหสามารถสงและประมวลรหสคาสFงตามทFกาหนด อกทUงยงกอใหเกดการสนบสนนการทางานของหนยนตทFใชในการสารวจในพUนทFทFอนตราย หรอสภาพแวดลอมทFเขาไมถง เชน ซากปรกหกผง พUนทFปาไมและภมประเทศทFเปนสภาพทรกนดาร

3

วตถประสงค

K. เพFอสรางและออกแบบหนยนตทFสามารถควบคมไดจากระยะไกลและสามารถกาหนด

ทศทางการเคลFอนผานอปกรณสFอสารดวยสญญาณวทย

W. เพFอศกษาและนาระบบไมโครคอนโทรลเลอรมาประยกตใชในการประมวลผลคาสFงทF

ไดรบผานอปกรณสFอสารดวยระบบสญญาณวทย (RF Module)

4

การตรวจเอกสาร

ในหวขอนU กลาวถงความรพUนฐาน และการดาเนนงานทFเกFยวของกบการทาโครงงาน

ดงตอไปนU คอ ความรเบUองตนเกFยวกบหนยนตควบคมระยะไกลชนดตางๆ ตว รบ-สง สญญาณวทย และ ไมโครคอนโทรลเลอร MSC-51

@. หนยนต

หนยนต หรอ โรบอท (robot) คอ เครFองจกรกล ชนดหนF ง มลกษณะโครงสรางและรปราง

แตกตางกน หนยนตในแตละประเภทจะมหนาทFการทางานในดานตางๆ ตามการควบคมโดยตรงของมนษย การควบคมระบบตางๆ ในการสFงงานระหวางหนยนตและมนษย สามารถทาไดโดยทางออมและอตโนมต โดยทFวไปหนยนตถกสรางขUนเพFอสาหรบงานทFมความยากลาบากเชน งานสารวจในพUนทFบรเวณแคบหรองานสารวจดวงจนทรดาวเคราะหทFไมมสFงมชวต ปจจบนเทคโนโลยของหนยนตเจรญกาวหนาอยางรวดเรว เรFมเขามามบทบาทกบชวตของมนษยในดานตางๆ เชน ดานอตสาหกรรมการผลต แตกตางจากเมFอกอนทFหนยนตมกถกนาไปใช ในงานอตสาหกรรมเปนสวนใหญ ปจจบนมการนาหนยนตมาใชงานมากขUน เชน หนยนตทFใชในทางการแพทย หนยนตสาหรบงานสารวจ หนยนตทFใชงานในอวกาศ หรอแมแตหนยนตทFถกสรางขU นเพFอเปนเครF องเลนของมนษย จนกระทFงในปจจบนนU ไดมการพฒนาใหหนยนตนUนมลกษณะทFคลายมนษย เพFอใหอาศยอยรวมกนกบมนษย ใหไดในชวตประจาวน ยกตวอยาง เชน หนยนตสารวจใตนUา A. ประเภทของหนยนต

หนยนตถกแบงออกเปน 2 ประเภทตามลกษณะการใชงาน คอ

2.1 หนยนตท>ตดตDงอยกบท> ไมสามารถเคล>อนท>ได

หนยนตทFตดตUงอยกบทF สามารถเคลFอนไหวไปมาแตไมสามารถเคลFอนทFได หนยนตในประเภทนU ไดแก แขนกลของหนยนตทFใชในงานดานอตสาหกรรมตางๆ เชนงานดานอตสาหกรรมผลตรถยนตแขนกลของหนยนตทFใชงานในดานการแพทย เชนแขนกลทFใชในการผาตด หนยนต

5

ประเภทนU จะมลกษณะโครงสรางทFใหญโต เทอะทะและมนU าหนกมาก ใชพลงงานใหสามารถเคลFอนไหวไดจากแหลงจายพลงงานภายนอก และจะมการกาหนดขอบเขตการเคลFอนไหวของหนยนตเอาไว ทาใหหนยนตสามารถเคลFอนไหวไปมาไดในเฉพาะทFทFกาหนดเอาไวเทานUน

2.2 หนยนตท>สามารถเคล>อนไหวและเคล>อนท>ได

หนยนตทFสามารถเคลFอนไหวรางกายไปมาไดอยางอสระ หมายความถงหนยนตทFสามารถเคลFอนยายตวเองจากตาแหนงหนFงไปยงอกตาแหนงหนFงไดอยางอสระ หรอมการเคลFอนทFไปมาในสถานทFตาง ๆ เชน หนยนตทFใชในการสารวจดวงจนทรขององคกรนาซาหนยนตสารวจใตพภพหรอหนยนตทFใชในการขนถายสนคาซF งหนยนตทFสามารถเคลFอนไหวไดนU ถกออกแบบลกษณะของโครงสรางใหมขนาดเลกและมระบบเคลFอนทFไปมา รวมทUงมแหลงจายพลงสารองภายในรางกายของตนเอง แตกตางจากหนยนตทFไมสามารถเคลFอนทFไปมาได ซF งจะตองมแหลงจายพลงอยภายนอก

แหลงจายพลงสารองภายในรางกายของหนยนตทFสามารถเคลFอนไหวรางกาย และ

สามารถเคลFอนทFไปมาไดนUน โดยปกตแลวจะถกออกแบบลกษณะของโครงสรางใหมขนาดเลกรวมทUงมปรมาณนU าหนกไมมาก เพFอไมใหเปนอปสรรคตอการปฏบตงานของหนยนตหรออปสรรคในการเคลFอนทF หนยนตทFสามารถเคลFอนไหวและเคลFอนทFได เชน

H. ประเภทของหนยนตสารวจ

หนยนตสารวจใตนUา ทองทะเลมหาสมทรอนกวางใหญไพศาลกวาผนแผนดน อดมสFงมชวตตางๆทFมนษยเรายง

มไดพบเหนเลย ตลอดจนแรธาตและกาซธรรมชาตมอยมากมาย “หนยนตดานU า” หรอ Remotely Operated Underwater Robotic Vehicles จงถกออกแบบขUนมาเพFอใชในการสารวจใตทองทะเลลก

หนยนตดานU าประเภทนU ใชการควบคมระยะไกล (Teleoperation) เปนหนยนตทFมความ

ชาญฉลาดตFาสดเพราะตองอาศยการตดสนใจของมนษยเปนหลก ทUงนU ถอเปนเรFองทFจาเปนเพราะ

6

การสารวจใตทะเล สวนใหญเราไมทราบวาตองเผชญกบอะไรบาง จะปลอยใหหนยนตกระทาอะไรลงไปโดยพละการไมได อยางไรกตามในระยะหลงนกวจยไดใสความสามารถในการคานวณทาใหหนยนตสามารถวายหลบหลกสFงกดขวางไดบาง โดยตดตUงระบบการรบร (Perception) เชน Video Camera, Sonar, Inertial sensor, Magnetometer และ GPS ทU งนU เนFองจากระบบสญญาณไรสายยงทางานผานนUาไดไมดนก สายดงกลาวยงรวมเอาสายไฟฟาสงกาลง ในบางกรณทFหนยนตตองทางานหนกใตนUาเราจะใชทอไฮดรอลคสงกาลงลงไปดวย ขอใหทานผอานเขาใจลกษณะทางฟสกสวา แมเราจะไดประโยชนจากแรงลอยตว (Buoyancy force) กระทาตอวตถใตนU าทาใหหนยนตไมตองออกแรงมากนกในการพยงนU าหนกตวเอง นU าเองกมแรงเสยดทาน (Damping) คอนขางสง การออกแรงทางานทางานใตนUานUนอาจใชพลงงานมากขUน 2-3 เทาเมFอเทยบกบการทางานบนบก

ภาพท> 1 หนยนตดานUาประเภทนUใชการควบคมระยะไกล (Teleoperation)

หนยนตดานU าถอกาเนดขUนเชนเดยวกบเทคโนโลยอFนๆ คอมาจากวงการทหารตUงแต ป ค.ศ. 1960 จนพฒนาเรFอยมาสอตสาหกรรมการสารวจนU ามนใตทะเล หนยนตดานU าในปจจบนมระยะทางานลกถง 3,000 เมตร นอกจากเรFองสารวจแลว หนยนตเหลานU ยงมหนาทFดแลและบารงรกษา (O&M: Operation and Maintenance) ระบบทอสงแกส-นUามนใตทะเลอกดวยครบ

7

ภาพท> 2 ความสมพนธในขบวนการคดและทางานของหนยนต อปกรณตรวจวดในสวนการรบรขอมล ใชหาคา ความลก ทศทาง อณหภม ความดน และ

อFนๆ ตลอดจน ตาแหนงและมมการเคลFอนทFและการเคลFอนไหวของหนยนตและสFงกดขวาง มหลายประเภทใชไดทU งระยะสU นและระยะไกล เชน ระบบจพเอส Laser Range Finder อนฟาเรด Inertial sensor หรอจนกระทFงมการใช ระบบกลอง Stereo Vision ทFเลยนแบบการมองเหนของสองตามนษย

Degree of Autonomy แบงเปนขUนๆ บนพUนฐานระดบความคดและการตความหมายของ

หนยนตตFาทFสด คอการนาคาตางทFตรวจวดไดไปคานวณเชงสมพทธกบเวลาเพFอสรางสญญาณไปทFตวขบ เชนมอเตอรไฟฟา เมFอนาคอมพวเตอรมาชวยประมวลผลตามโปรแกรมทFเขยนไว หนยนตจงทางานไดรวดเรวและละเอยด สมรรถนะมความเพU ยน (Error) นอยลง เนFองจากมการควบคมปอนกลบของสญญาณ (Feedback Control) ทU งจากขอตางๆของหนยนตและจากสF งแวดลอม หนยนตอตสาหกรรมทFใชงานกนอยางแพรหลายในขณะนU มระดบความคดเพยงเทานU เอง การควบคมหนยนตประเภทนU จงตองอาศยความสามารถของมนษยเขาชวยตดสนใจในบางกรณทFอยนอกเหนอไปจากสFงทFเราโปรแกรมไว เราเรยกการควบคมแบบนUวา Supervisory Mode หรอ Semi Autonomous ซF งถอวามความเหมาะสมกบงานประยกตในอตสาหกรรมเพราะเปนการผสมผสานของสมรรถนะหนยนตดานความละเอยดและความเรวกบความรอบรของมนษยผควบคมหนยนตนFนเอง นอกจากนU สFงแวดลอมในสายการผลตเรารอะไรอยตรงไหนบาง (Structured Environment) และสามารกนาตวจบยด (Fixtures) มาชวยลดความคลาดเคลFอนของตาแหนงทาใหขบวนการผลตแมนยาขUน อยางไรกตามเมFอเปรยบเทยบกบหนยนตดานU าควบคมโดยสาย ถอวาอยในระดบ Tele-

8

Operation ทFมนษยตองใชความพยายามในการบงคบหนยนตอยางมาก ระบบควบคมหนยนตอตสาหกรรมมความซบซอนกวามาก (นรนาม, 2547ก)

K. ตวรบ-สงสญญาณวทย(RS232 to RF-Wireless CONVERTER รน ET-RF24G V1.0)

ภาพท> 3 RF-Wireless (RF2.4GHz)

ลกษณะโดยท>วไป

ET-RF24G V1.0 เปนชด Signal Converter สา หรบใชแปลงสญญาณระหวาง RS232 และ RF-Wirelessโดยในโหมดการทา งานของการสงขอมล (Transmitter) จะทา หนาทFรอรบขอมลจากพอรตสF อสารอนกรม RS232จากขา RX แลวแปลงเปนสญญาณความถF (GFSK) สงออกไปในอากาศ และในทางกลบกนในโหมดการทางานแบบรบ (Receiver) ชด ET-RF24G V1.0 กจะทา หนาทFคอยตรวจจบขอมลทFอยในรปของสญญาณความถF (GFSK) จากดาน RF เพFอแปลงกลบเปนขอมลแบบ RS232 สงออกไปทางขา TX ไดดวย ซF งจะเหนไดวาชดแปลงสญญาณ ET-RF24G V1.0 นUน สามารถนา ไปตอใชงานรวมกบพอรตสF อสารอนกรม แบบ RS232 เพFอใชงานในลกษณะของการสF อสารอนกรมแบบไรสาย (Wireless Transceiver) ไดโดยตรงโดยจะมขอดกวา คอ สามารถรบสงขอมลกนไดในระยะทางทFไกลกวา RS232 หลายเทาตว และประการสาคญ คอไมจาเปนตองใชสายสญญาณทFเปนตวนา สญญาณทางไฟฟาในการสFอสารขอมลกน ทาใหสามารถเปลFยนแปลงหรอเคลFอนยายจดรบสง

9

ขอมลไดตลอดเวลา ซF งถาเปนการรบสงขอมลดวยระบบ RS232 แบบทFใชสายสญญาณนUนจะเกดความยงยากในการตดตUงสายสญญาณเปนอยางมาก แตอยางไรกตามการรบสงขอมลโดยใชอากาศเปนตวกลางในการสFอสารนUน กมขอจากดบางประการเหมอนกน โดยเฉพาะอยางยFงเรFองความนาเชFอถอของขอมลทFรบสงกน ซF งมโอกาสผดพลาดหรอสญหายไดเหมอนกน เนFองจากในการลาเลยงขอมลนUนไมไดใชสายสญญาณเปนตวกลางในการรบสงขอมล แตใชอากาศเปนตวกลางในการรบสงขอมลแทน ซF งมโอกาสทFขอมลจะเกดการรบกวนจากสญญาณอFนๆทFมยานความถFใกลเคยงกนแลวทาใหขอมลผดเพU ยนไปไดบางเหมอนกน ซF งระบบการจดการขอมลของเครFอง ET-RF24G V1.0 นUน มระบบการเขารหสและถอดรหสขอมลทFมความนาเชFอถออยในเกณฑทFจดวาด โดยขอมลแตละ Byte ทFมการรบสงกนนUน จะมการตรวจสอบความถกตองของขอมลใหดวยแลว โดยขอมลทFรบไดจากดาน RF นUนรบประกนไดวาเปนขอมลทFมความถกตองแนนอน แตอยางไรกตามการรบสงขอมลนUนมโอกาสผดพลาดในเรFองของการสญหายของขอมลบางเหมอนกน เนFองจากกลไกลในการรบสงขอมลของเครFอง ET-RF24G V1.0 นU น จะมการตรวจสอบขอมลทก Byte ทF รบไดจาก RF เสมอ ซF งถาพบวามความผดพลาดเกดขUนจะทUงขอมล Byte นUนไป ซF งผใชควรมกลไกลในการตรวจสอบขอมลทFรบสงกนวาครบถวนหรอไมดวย ซF งหากพบวามการสญหายของขอมลเกดขUนกใหรองขอใหมการสงขอมลนUนซU านUนๆใหมอกครU งหนFง กจะสามารถแกไขปญหาดงกลาวได

Power Supply

สาหรบการตอแหลงจายไฟใหกบ เครF อง ET-RF24G V1.0 นU น จะสามารถเลอกตอแห ล งจายไฟ ให กบ ตว เค รF องได 2 ท างดวยกน โดยเค รF อง ET-RF24G V1.0 นU น ตองการไฟเลU ยงวงจร ซF งเปนแหลงจายกระแสตรง ขนาดประมาณ +5VDC ถง +9VDC โดยจดเชFอมตอแหลงจายไฟของเครFอง ET-RF24G V1.0 นU สามารถเชFอมตอได 2 จดดวยกน โดยผใชสามารถเลอกตอแหลงจายไฟใหกบเครFอง ET-RF24G V1.0 จดใดจดหนFงกได

10

ภาพท> 4 แสดงแหลงจายไฟ RF-Wireless (RF2.4GHz) โหมดการทางาน

สาหรบโหมดการทางานของ ET-RF24G V1.0 นUนจะแบงออกเปน 2 โหมด ดวยกนโดยการกาหนดโหมดการทางานของ ET-RF24G V1.0 นUนจะกระทา ผาน Switch เลอกโหมด ซF งอยดานใตกลองโดยการเลอกโหมดการทางานนUนจะตองกระทาใหเสรจเรยบรอยกอนการจายไฟใหกบ ET-RF24G V1.0 ดวยเสมอ เนFองจากการทางานของเครFอง ET-RF24G V1.0 นUนจะทา การตรวจสอบโหมดการทา งานของเครFองจาก Switch เลอกโหมดเฉพาะในชวงของการจายไฟเลUยงใหเครFองเรF มตนทางานครU งแรก (Power-ON) เทานU น ซF งการเปลFยนแปลงตาแหนงการทางานของ Switch เลอกโหมดหลงจากทาการจายไฟใหกบ ET-RF24G V1.0 ไปแลวจะไมมผลตอการทางานของเครFองแตอยางใดโดยการทางานของเครFอง ET-RF24G V1.0 นUนจะม LED แสดงสถานะการทางานของเครFองจานวน 2 หลอด คอ LED POWER ซF งเปน LED สแดง โดยทF LED POWER นU จะตดสวางใหเหนตลอดเวลาทFมการจายไฟเลUยงใหเครFองทางานอย สวน LED อกดวงหนFงนUนจะเปน LED สเขยว ใชแสดงสถานะการทางานของเครFองซF งเรยกวา LED STATUS โดย LED STATUS นUจะเกดการกระพรบตามจงหวะของการรบสงขอมลกนในแตละครU งโดยในสภาวะปรกตนUนถาเครFองทางานอยใน RUN MODE หลอด LED STATUS จะดบอยตลอดเวลาถาไมมการรบสงขอมล แตถาตวเครFองทางานอยใน SETUP MODE หลอด LED STATUS จะตดอยตลอดเวลาถาไมมการรบสงขอมลโดยโหมดการทางานของ ET-RF24G V1.0 จะมอยดวยกน 2 โหมด คอ การใชงานเคร>อง ET-RF24G V1.0 ใน Run Mode

การใชงานใน Run Mode ซF งเปนโหมดของการใชงานตามปรกตของเครFอง โดยเมFอเครFอง ET-RF24G V1.0เขาทางานในโหมดนU แลวจะสงเกตเหนหลอดไฟแสดงสถานะการทางาน หรอ

แหลงจายไฟภายนอก

แหลงจายไฟ +5DVC RS232

11

LED STATUS ดบอย แตเมFอมการรบหรอสงขอมลเกดขUนสถานะการทางานของ LED STATUS จงจะกระพรบตามจงหวะของการรบสงขอมลนUนๆ แตถายงไมมการรบสงขอมลกน LED STATUS จะดบอยตลอดเวลา การใชงานเคร>อง ET-RF24G V1.0 ใน Setup Mode

การใชงานเครF อง ET-RF24G V1.0 ใน Setup Mode ซF งเปนโหมดสาหรบใชกาหนดคา Configuration ตางๆ สาหรบควบคมการทางานของเครFอง ET-RF24G V1.0 ทFจะใชในขณะทFเครFองทางานอยใน Run Mode โดยในการ Setup คา Configuration ตางๆนUนจะกระทารวมกบโปรแกรม “ET_RF24G_V1.EXE” ซF งเมFอเครFอง ET-RF24G V1.0 เขาทางานในโหมด Setup แลว จะสงเกตเหนหลอดไฟแสดงสถานะการทางานหรอ LED STATUS ตดสวางคางอยตลอดเวลา แตเมFอมการสFงอานหรอเขยนขอมลกบบอรดสถานะการทางานของ LED STATUS จงจะกระพรบตามจงหวะของการรบสงขอมลแตถายงไมมการรบสงขอมลกน LED STATUS จะตดคางอยตลอดเวลา (นรนาม, 2548ข) 5. บอรดการใชงาน CP-JR51USB v1.0 ในการควบคมการทางานของหนยนต

ลกษณะท>วไป

ภาพท> 5 ไมโครคอนโทรลเลอรรน CP-JR51USB v1.0

บอรดไมโครคอนโทรลเลอรรน CP-JR51USB v1.0 ภายในบอรดใชชปเบอร AT89C5131 ซF งชปเบอรนU มคณสมบตเดนในเรFองของการเชFอมตอระบบบส USB และ สามารถเลอกโหมดทางานเปนแบบ 6clocks /1 Machine cycle หรอ 12 clocks /1 Machine cycle ได ซF งจะไมมปญหา

12

กบการสF อสารอนกรมเนFองจากภายในชป AT89C5131 นU นไดมสวนของ Internal Baud Rate Generator อยภายใน ซF งจะทาใหผใชสามารถสรางคา Baud rate ใดๆ ไดตามตองการ

คณสมบตเดนในสวนของการเชFอมตอ USB, AT89C5131 ภายในไดบรรจโมดล Full-speed USB ทFใชงานไดกบเวอรชFน 1.1 และ 2.0 ซF งผอานสามารถสงหรอรบขอมลผานทางบส USB ดวยอตรา 12MHz ไดนอกจากนUนชป AT89C5131 ยงมหนวยความจา Flash ถง 32 Kbytes Internal RAM 256 bytes ระดบความสาคญของสญญาณ Interrupt 4 – Level , 16-bit Timer/Counters ม 3 ต ว , Full duplex enhanced UART (EUART) , ERAM = 1024 bytes , Dual data pointer , แหลงกาเนดกระแสทFสามารถเลอกปรมาณกระแสเพFอใชขบ LED 4 แหลง ฯลฯ AT89C5131 ยงมโหมดเกFยวกบการประหยดพลงงานอก 2 โหมด คอ 1.) Idle mode และ 2.) Power-down mode ซF งจะทาใหการใชพลงงานของ CPU ในขณะนUนนอยลง

ภาพท> 6 แสดงลกษณะโครงสรางบอรด CP-JR51USB v1.0

13

ทรพยากรบนบอรด CP-JR51USB v1.0

การจดสรรทรพยากรบนบอรด CP-JR51USB v1.0 ภายในใชชป AT89C5131 ซF งม I/O

ทU งหมด 34 Pins และสามารถใช x’tal สงสดทF 48 MHz (X1 mode) และสงสดทF 24 MHz (X2 mode) แตสาหรบบอรด CP-JR51USB v1.0 ภายในจะใช x’tal = 24 MHz

การจดสรร I/O ของชป AT89C5131 นUนมทUงหมด 34 Pins 5 พอรต ซF งไดแก Port 0, Port

1, Port 2, Port 3, Port 4 โดยพอรต 4 จะมแค 2 บตซF งใชในการสFอสารอนกรม TWI (I2C) โดย 2 ขานU จะตอออกไปทF พอรต I2C BUS และ ขณ ะเดยวกนก ตอใหกบ IC DS1307 กบ EEPROM: 24LS256 ดวย ในสวนของพอรต P0-P3 จะตอออกไปทFพอรต 34 Pins ทUงหมด ยกเวน 2 ขา คอ P3.0 และ P3.1 ซF งถกใชงานในสวนของการสFอสารอนกรม (UART) เทานUน

ภาพท> c แสดงขาคอนเนคเตอร I/O พอรต 34 Pin

14

พอรต I2C BUS การสFอสารในแบบ Two Wire Interface (TWI), ทFตาแหนงขา P4.0 และ P4.1 ไดตอออกมายงคอนเนคเตอรขนาด 10 Pin ซF งขU วตอนU จะใชเพFมเตมจานวนอปกรณทFตดตอสFอสารแบบ I2C ใหกบบอรดทดลอง

ภาพท> d แสดงตาแหนงขาคอนเนคเตอร 12C BUS, 10 Pin

พอรต RS232 การสFอสารอนกรม RS232 ภายในไดบรรจไอซ Line Driver ไวเรยบรอยแลว ซF งสามารถตอใชงานไดทนทF โดย ไอซ Line Driver มหนาทFในการเปลFยนระดบแรงดน TTL 5 V. ใหเปนแรงดนในแบบ RS232 ทF 12 V. ผลจะทาใหผอานสามารถตอสายสญญาณไดถง 15 เมตรเลยทเดยวในแบบ ตวตอตว (Point-to-Point) เทานUน

โดยขUวตอของสญญาณ RS232 ของบอรด CP-JR51USB v1.0 นUน จะเปนจดเชFอมตอของ

สญญาณ รบ-สง ขอมล ทFเปลFยนระดบสญญาณเปนแบบ RS232 แลว ซF งจะมลกษณะเปนแบบขUว CPA ขนาด 4 PIN สาหรบใชเปนจดเชFอมตอสญญาณ รบ-สง ขอมลกบอปกรณภายนอก โดยมลกษณะการจดเรยงสญญาณดงนU

ภาพท> e แสดงขUวตอสญญาณ RS232 ของบอรด CP-JR51USB v1.0

15

จากภาพทF 14 จะเหนไดวาขUวตอสญญาณ RS232 ของบอรดนUน จะมทUงหมด 4 เสน แตในการ รบ-สง ขอมลแบบปกตนUน จะใชสญญาณเพยงแค 3 เสน คอ RXD, TXD และ GND เทานUน สวน +VCC ซF งเปนไฟเลU ยงวงจร +5V นUน จะไมจาเปนตองนามาใชในการสFอสารกนแตอยางใด โดย +VCC หรอ +5V นU จะออกแบบเผFอไวในกรณทFอปกรณปลายทาง เปนวงจรขนาดเลก และไมสะดวกทFจะหาแหลงจายไฟ ใหกบอปกรณปลายทางดวย กอาจตอไฟเลU ยงวงจร +VCC นU ออกไปใหกบอปกรณปลายทางดวยกไดเชนกน (นรนาม, 2549ค) 6. บอรดการใชงาน P89V51RD2 ใชในการควบคมการทางานของหนยนต

ภาพท> @h ไมโครคอนโทรลเลอรรน P89V51RD2

บ อ ร ด ไ ม โ ค ร ค อ น โ ท ร ล เล อ ร MCS-51 ส า ม า ร ถ ร อ ง ร บ ก า ร ใ ช ง า น ก บ ช ป

ไมโครคอนโทรลเลอรขนาด 40 ขา (PDIP-40) เลอกใชชพ ของ NXP เบอร P89V51RD2 มหนวยความจาโปรแกรมถง 64K Flash และสามารถดาวโหลดโปรแกรมผานพอรตอนกรม จงไมจาเปนตองใชอปกรณอFนๆ เพFอการดาวโหลดเพFมเตม ภายในบอรดออกแบบใหมคอนเนคเตอรสาหรบตอใชงานกบอปกรณภายนอกไดอยางลงตว สามารถประยกตเปนบอรดควบคมหนยนตได โดยมซอกเกตสาหรบสวนแสดงผลเปน LCD 16x2, สวทชปมกด START/STOP, วงจรสาหรบชพนาฬกา, EEPROM, PCF8591 และ นอกจากนU กยงมพอรตสาหรบตอขยายวงจรเพFมเตมใหสามารถใชงานไดอยางอสระ (นรนาม, 2552ง)

16

c. โมดลเขมทศดจทอล (Digital Compass Module)

ภาพท> @@ โมดลเขมทศดจทอล (Digital Compass Module) โมดลเขมทศดจตอล CMPS03 เปยผลงานของ Devantech (www.radio-electroniss.co.uk) ออกแบบมาเพFอชวยในการกาหนดทศทางการเคลFอนทFของหนยนตอตมต และนามาใชในการสรางเครFองมอวดและตรวจสอบทศระบบอเลกทรอนกส โดยหวใจสาคญของโมดล CMPS03 คอ ตวตรวจจบสนามแมเหลกเบอร KMZ51 ของ Philips จานวน W ตว เพFอใหมความไวเพยงพอในการตรวจจบสนามแมเหลกโลก (Earth magnetic field) และไมโครคอนโทรลเลอรเพFอรบสญญาณจากตวตรวจจบมาประมวลผลเปนขอมลดจตอลและสญญาณพลสสาหรบแจงผลการวดทศทาง

7.1 คณสมบต 7.1.1 ใชไฟเลUยง +;V ตองการกระแสไฟฟา W�mA

7.1.2 ใชตวตรวจจบสนามแมเหลกเบอร KMZ51 ของ Philips จานวน W ตว เพFอใหสามารถตรวจจบสนามแมเหลกไดอยางสมบรณและมความละเอยดมากเพยงพอ

x.K.� ความละเอยดมม �.K องศา x.K.< คาความผดพลาด �-x องศา โดยประมาณ

17

x.K.; เอาตพตแบบสญญาณพลส ความกวาง K ถง �K มลลวนาท โดยมอตราเพFมครU งละ �.K มลลวนาท

x.K.� เอาตพตขอมลดจตอลผานการตดตอระบบบส I2C รองรบสญญาณนาฬกา

ความถFสงถง K MHz โดยขอมล W รปแบบคอ �-W;; และ �-�;JJ x.K.x ขนาดเลกเพยง �W x 35 มลลเมตร x.K.� สFอสารกบไมโครคอนโทรลเลอรไดทกตระกล อาท เบสกแสตมป WSX/2P, PIC ,

MSC51, PsoC , 68HC11 ทUงผานระบบบส I2C และดวยการวดสญญาณพลส อปกรณเสรมสาหรบการใชงานโมดลเขมทศดจทอล

บอรด ADX-CMPS03 ซF งเปนบอรดอะแดปเตอรสาหรบอานวยความสะดวกในการเชFอมตอกบบอรดไมโครคอนโทรลเลอรและแผงตอวงจรหรอเบรดบอรด

ภาพท> @A บอรด ADX-CMPS03

18

สาย PCB3A สาหรบเชFอมตอกบบอรดควบคมหนยนต

ภาพท> 1H สาย PCB3A ท>มา: นรนาม (W;;�จ)

ภาษาและโปรแกรมท>ใชควบคมการทางานของไมโครคอนโทรลเลอร

ภ าษ าท? ใ ช กบ ไ ม โค ร ค อ น โท รล เล อ ร (Microcontroller) นV น จะ แ ต ก ต าง กน ต าม ไมโครคอนโทรลเลอร (Microcontroller) ของแตละตระกลแตประเภทของภาษาท?ใชสามารถแบงออกเปน 3 ภาษาดงนV

ภาษาเคร?อง/ภาษา Assembly ภาษาเคร?อง(Machine Language) คอโปรแกรมท? ไมโครคอนโทรลเลอร (Microcontroller)

สามารถเขาใจมน แตมนไมงายสาหรบ มนษยท?จะอานได ภาษา Assembly คอ รปแบบของภาษาเคร?องท?มนษยสามารถอานออกได ภาษา assembly เปนโปรแกรมท?ทาหนาท?ในการแปลงจากคาส?งท?มนษยอานออกไดไปเปนภาษาเคร?อง ซ? งแปลงคาส?งตอคาส?ง โปรแกรมท?เขยนโดยภาษา assembly จะทางานเรวและมขนาดเลก เพราะวามนสามารถเขาถง Hardware ไดโดยตรง แตทVงนVขVนอยกบวธการเขยนของผเขยนดวย

Interpreters

Interpreter คอ ภาษาระดบส งซ? งใกลเคยงกบภาษาของมนษ ย โดยจะฝงตวอยในหนวยความจา และทาหนาท?อานคาส?งจากโปรแกรมขVนมาทละคาส?งแลวปฏบตตามคาส?งนVนๆ ตวอยางของ interpreter ท? รจ กกนดคอ ภาษา BASIC ขอเสยของ interpreter คอ ทางานไดชา เน?องจากตองแปลคาส?งทละคาส?ง

19

Compilers

Compiler คอ ภาษาระดบสงซ? งทาหนาท?แปลโปรแกรมท? เขยนขV นใหเปนภาษาเคร? อง จากนV นจงนาเอาโปรแกรมท?แปลเสรจแลวเขาไปเกบในหนวยความจา ทาใหการทางานเรวขV น ตวอยางเชน ภาษาซ (C Language) เปนตน

ในการใชงานไมโครคอนโทรลเลอร (Microcontroller) ตองประกอบดวย 2 สวนดวยกนคอตว เค ร? องตววงจรท? เรยก วา ฮารดแวร (Hardware) แล ะอก ส วน ห น? งท? เป น คาส? ง ท? ส? งใหไมโครคอนโทรลเลอร (Microcontroller) ทางาน ท? เรยกวา ซอฟตแวร (Software) ซ? งตวคาส?งท?ไมโครคอนโทรลเลอร (Microcontroller) ตองการคอชดคาส?งท? เปนภาษาเคร? อง ซ? งเปนภาษาท?มนษยไมสามารถเขาใจได ดงนVนจงเกดภาษาอ?นท?มนษยเขาใจไดแลวใชเคร?องมอแปลงภาษาไปเปน ภาษาเคร?องอกครV ง ภาษาท?โปรแกรมเมอรนยมใชงานคอ ภาษาซ (C Language) เคร?องมอท?ใชในการแปลงภาษาซ (C Language) ใหเปนภาษาเคร?องท?นยมมากตวหน?งคอ KEIL uVision

ภาพท# 23 Compilers KEIL uVision2 ท>มา: นรนาม (W;;�ฉ)

20

อปกรณและวธการ

อปกรณ

โครงงาน “การควบคมหนยนตระยะไกลดวยระบบไมโครคอนโทรลเลอร” เปนโครงงานท?มการออกแบบและพฒนาโปรแกรมสาหรบศกษาการ รบ-สงขอมลผานทางคล?นวทย ดวยการจาลองตวหนยนตขนาดเลกและตวควบคมระยะไกลขV นมาเพ?อให งายตอการทดสอบ การตด ตอส? อส ารกน ข องขอม ล ซ? งพฒ น าดวยค อม ไพ เล อร (Compilers) KEIL เพ? อค วบ ค มไมโครคอนโทรลเลอร (Microcontroller) จงประกอบไปดวยอปกรณ 2 ประเภทคอ ฮารดแวร (Hardware) และ ซอฟตแวร (Software) ซF งจะอธบายรายละเอยดของอปกรณตางๆ ดงนU 1. ฮารดแวร

K.K บอรดไมโครคอนโทรลเลอร สาหรบควบคมตวหนยนต

ภาพท> 1o บอรดไมโครคอนโทรลเลอร AT89C5131

21

K.W บอรดไมโครคอนโทรลเลอรสาหรบตวรโมท

ภาพท> 1p บอรดไมโครคอนโทรลเลอร AT89C;KRD2

K.� จอ LCD แสดงคาคาสFงการปอนขอมลจากผใช

ภาพท> 1c จอ LCD ขนาด K�*W

22

K.< โมดลเขมทศดจตอลสาหรบกาหนดการเคลFอนทFของหนยนต

ภาพท> 1d โมดลเขมทศดจทอล (Digital Compass Module)

K.; ตวรบ-สงคลFนวทย สาหรบรบ-สงขอมลผานทาง RS232

ภาพท> 1e RF-Wireless (RF2.4GHz)

23

K.� ชดเฟองขบมอเตอรจานวน W ตว

ภาพท> Ah ชดเฟองขบมอเตอร สาเรจรป (DC MOTOR)

K.x ชดประกอบฐาน สาหรบตวถงหนยนต

ภาพท> A@ ชดประกอบฐาน

24

K.� ชดลอตนตะขาบ

ภาพท> AA ชดลอตนตะขาบ TAMIYA 2. ซอรฟแวร

2.1 ซอฟทแวรระบบ

2.1.1 Microsoft Window XP

W.W ซอฟทแวรประยกต

W.W.K Keil uVision3

W.W.W FLIP 1.8.2

W.W.� Flash Magic

W.W.< SerialWatcher

W.W.; ET_RF24G_V1a

25

วธการ

@. ขDนตอนการทาโครงงาน

\.\ โครงงานชVนนV เปนการศกษาระบบการรบ-สงขอมล โดยการใช ไมโครคอนโทรลเลอร ในเรFองการควบคมหนยนตระยะไกลดวยระบบไมโครคอนโทรลเลอร โดยมขอบเขตคอ สามารถออกแบบหนยนตควบคมระยะไกลใหทางานตามคาสFงผานระบบรโมทคอนโทรล

K .W ขU น ต อ น ก ารศ ก ษ า เพF อ อ อ ก แบ บ ห น ย น ต ค วบ ค ม ระ ย ะ ไ ก ล ดวย ระ บ บ

ไมโครคอนโทรลเลอร จงเกดแนวคดในออกแบบการรบ-สงขอมลไรสาย ผานคลFนวทย โดยรบทราบถงแนวทางในการออกแบบ หนยนตทFสามารถควบคมไดจากระยะไกล ผานอปกรณสFอสารดวยสญญาณวทย (RF Module)

K.� จงไดมการออกแบบ หนยนตควบคมระยะไกลและตวควบคมระยะไกลโดยมรายละเอยดการออกแบบคอ

K.�.K ขUนโครงสรางของตวหนยนต

K.�.W วางตาแหนงชดเฟองขบมอเตอรใหเรยบรอย

K.�.� วางตวไมโครคอนโทรลเขากบตวหนยนต ยดดวยนอตใหเรยบรอย

K.�.< นาไดรฟเวอรมอเตอร เชFอมตอกบไมโครคอนโทรลเลอร

K.�.; ยดโมดลเขมทศดจทอล เขากบตวหนยนต วางตาแหนงไวดานหนาสดของตว

หนยนตเพFอความแมนยาในการอาน

K.�.� เชFอมตอโมดลเขมทศดจทอลเขากบไมโครคอนโทรเลอร

26

K.�.x เนFองจากตวรบ-สงสญญาณคลFนวทย ม W ตว โดยตวทF K ตUงคาเปนตวสงสญญาณวทย และตวทF W ตUงคาเปนตวรบสญญาณวทย

K.�.� นาตวรบสญญาณคลFนวทยตอเขากบไมโครคอนโทรล

K.�.J เกบสายไฟ ตรวจสอบความเรยบรอย

K.�.K� จบขUนตอนการออกแบบตวหนยนต

K.�.KK ออกแบบตวควบคมระยะไกล

K.�.KW นาไมโครคอนโทรลเลอรชนดมปมกด ตอเขากบตวสงสญญาณคลFนวทย

K.�.K� นา LCD ตอเขากบไมโครคอนโทรลเลอร

K.�.K< แสดงผลผานจอ LCD ขนาด 2 บรรทด 16 ตวอกษร

K.�.K; ทดสอบการสงผานขอมลผานทางคลFนวทย ถาไมมการรบ-สงขอมลกนตอง

แกไข

K.�.K� ตรวจสอบความเรยบรอย เกบผลการทดลองและจดทารายงาน

A. การออกแบบโครงสราง

ตามขอบเขตโครงสรางทFกาหนด

2.1 หนยนตควบคมระยะไกลนU ควบคมการทางาน และคาสFงดวย ไมโครคอนโทรลเลอร

MCS-51

27

2.2 หนยนตควบคมระยะไกลใชคลFนวทยในการ รบ-สง ขอมล 2.3 หนยนตควบคมระยะไกลนU แบงการทางานออกเปน W สวนคอ สวนของหนยนตและ

สวนของตวควบคมระยะไกล(Remote Control) 2.4 ตวควบคมระยะไกลนUนจะมปมการรบสFงงานใหไมโครคอนโทรลเลอรทFตดตUงบนตว

หนยนตนาไปประมวลผล 2.5 โดยการควบคมนUนแบงออกเปน W โหมดการทางาน คอ

W.;.K โหมดควบคมการเคลFอนทFแบบอสระจะมการเคลFอนทF < ทศทาง คอ

W.;.K.K การเคลFอนทFไปดานหนา W.;.K.W การเคลFอนทFไปดานหลง W.;.K.� การเคลFอนทFไปดานขวา W.;.K.< การเคลFอนทFไปดานซาย

W.;.W โหมดควบคมการเคลFอนทFแบบ กาหนดมมทศทางในการเคลFอนทF

2.6 โหมดกาหนดมมทศทางในการเคลFอนทFจะใชโมดลเขมทศดจทอลในการอานคา

ทศทางองศาโลกมาใชในการกาหนดการเคลFอนทFของตวหนยนต 2.7 ตวควบคมระยะไกลจะมหนาจอ LCD สาหรบปอนคาสFงใหตวหนยนตควบคม

ระยะไกลนาคาสFงไปประมวล และสรางสญญาณควบคมฮารดแวร (Hardware) 2.8 หนยนตควบคมระยะไกลจะมโมดลเขมทศดจทอลตดตUงทFตวหนยนตเพFอกาหนดการ

เคลFอนทF

28

2.9 หนยนตควบคมระยะไกลนU ใช ชดเฟองขบมอเตอร จานวน W ตวในการทาใหหนยนตเคลFอนทFได

H. การออกแบบการเช>อมตอ

การพฒนาโปรแกรมเพ?อใหโปรแกรมนVนมประสทธภาพ เราจาเปนตองมการออกแบบระบบเพ?อใหมแนวทางในการพฒนาโปรแกรมเปนลาดบขVนตอน และสามารถรไดวา ความเปนไปไดของโปรแกรมของเราสามารถทางานไดถงระดบไหน จงตองมการออกแบบโครงสรางระบบของโครงงานนV เพ?อดภาพรวมของงานวาเปนอยางไรบาง ดงรปตอไปนV

ภาพท> 2H การออกแบบการเชF อมตอการทางานของหนยนตควบคมระยะไกลดวยระบบไมโครคอนโทรลเลอร

29

จากภาพท? Z_ โครงสรางของระบบนVประกอบไปดวย 2 สวนหลกๆ ดวยกนดงนV

1. สวนของการสงขอมลท?เรยกวา “สวนตวควบคมระยะไกล” เปนสวนท?มการประกอบจอแสดงผลเขากบบอรดไมโครคอนโทรลเลอร (Microcontroller) และตวรบ-สงคล?นวทย (RF Module) เปนสวนท?ตองรบขอมลจากผใชเขามาเกบไวในไมโครคอนโทรลเลอร (Microcontroller) เพ?อใชสาหรบสงขอมลไปยงสวนท? 2 หรอ “สวนรบขอมล” ผานทางตวรบ-สงคล?นวทย (RF Module) ดวยชดคาส?ง ท?ไดโปรแกรมไวในบอรดไมโครคอนโทรลเลอร (Microcontroller) โดยมการเช?อมตอเขากบตวบอรดไมโครคอนโทรลเลอร มดงนV \.\ พอรต a.a ตอเขากบ จอแสดงผลขนาด \g*Z มหนาท?แสดงผลการทางาน \.Z พอรต a.\ ตอเขากบ จอแสดงผลขนาด \g*Z มหนาท?แสดงผลการทางาน

\._ พอรต a.Z ตอเขากบ จอแสดงผลขนาด \g*Z มหนาท?แสดงผลการทางาน \.` พอรต a._ ตอเขากบ จอแสดงผลขนาด \g*Z มหนาท?แสดงผลการทางาน \.[ พอรต a.` ตอเขากบ จอแสดงผลขนาด \g*Z มหนาท?แสดงผลการทางาน \.g พอรต a.[ ตอเขากบ จอแสดงผลขนาด \g*Z มหนาท?แสดงผลการทางาน \.l พอรต a.g ตอเขากบ จอแสดงผลขนาด \g*Z มหนาท?แสดงผลการทางาน \.k พอรต a.l ตอเขากบ จอแสดงผลขนาด \g*Z มหนาท?แสดงผลการทางาน \.m พอรต _.a ตอเขากบ ตว รบ-สง สญญาณวทย มหนาทF รบ-สงขอมลผานทางคลFนวทย \.\a พอรต _.\ ตอเขากบ ตว รบ-สง สญญาณวทย มหนาทF รบ-สงขอมลผานทางคลFนวทย

30

K.KK พอรต �.W ตอเขากบ ปมกด ตวทFK มหนาทFรบขอมลจากผใช K.KW พอรต �.� ตอเขากบ ปมกด ตวทFW มหนาทFรบขอมลจากผใช K.K� พอรต �.< ตอเขากบ ปมกด ตวทF� มหนาทFรบขอมลจากผใช K.K< พอรต �.; ตอเขากบ ปมกด ตวทF< มหนาทFรบขอมลจากผใช 2. สวนของการรบขอมลท?เรยกวา “สวนตวหนยนต” เปนสวนท?มการประกอบตวรบ-สงคล?นวทย (RF Module) เขากบบอรดไมโครคอนโทรลเลอร (Microcontroller) และอปกรณฮารดแวรตางๆ เปนสวนท?รบขอมลจากสวนท? 1 หรอ “สวนตวควบคมระยะ” เขามาประมวลเปนคาส?งควบคมฮารดแวรบนตวหนยนต โดยมการเช?อมตอเขากบตวบอรดไมโครคอนโทรลเลอร มดงนV Z.\ พอรต a.a ตอเขากบ โมดลเขมทศดจทอล มหนาท?ควบคมทศทางการเคล?อนท?ของหนยนต

Z.Z พอรต a.\ ตอเขากบ โมดลเขมทศดจทอล มหนาท?ควบคมทศทางการเคล?อนท?ของหนยนต

Z._ พอรต _.a ตอเขากบ ตว รบ-สง สญญาณวทย มหนาทF รบ-สงขอมลผานทางคลFนวทย Z.` พอรต _.\ ตอเขากบ ตว รบ-สง สญญาณวทย มหนาทF รบ-สงขอมลผานทางคลFนวทย Z.[ พอรต _.Z ตอเขากบ ไดรฟควบคมมอเตอร มหนาท?ควบคมการเคล?อนท?ของหนยนต

31

Z.g พอรต _._ ตอเขากบ ไดรฟควบคมมอเตอร มหนาท?ควบคมการเคล?อนท?ของหนยนต

Z.l พอรต _.` ตอเขากบ ไดรฟควบคมมอเตอร มหนาท?ควบคมการเคล?อนท?ของหนยนต

Z.k พอรต _.[ ตอเขากบ ไดรฟควบคมมอเตอร มหนาท?ควบคมการเคล?อนท?ของหนยนต

K. แผนภาพการออกแบบหนยนตควบคมระยะไกล

ภาพท> 2K การออกแบบหนยนตควบคมระยะไกล

MOTOR

CMPS03

uc

RF

MOTOR

LCD

uc RF

ตวควบคมระยะไกล ตวหนยนตควบคมระยะไกล

32

o. วงจรไมโครคอนโทรลเลอร

ภาพท> Ao วงจร Driver Motor

ภาพท> Ap วงจร LCD Module

33

ภาพท> Ac วงจรไมโครคอนโทรลเลอร MCS-51 เบอรAT89C5131

34

ภาพท> Ad วงจรไมโครคอนโทรลเลอร MCS-51 เบอรAT89C5KRD2

35

4. แผนภาพแสดงการทางานของระบบ

�.1 การทางานในสวนตวควบคมระยะไกล

การทางานในสวนของฟงกชFน main()

ภาพท> Ae การทางานในสวนของฟงกชFน main()

36

การทางานในสวนของโหมด CMPS03

ภาพท> Hh การทางานในสวนโหมด CMPS03 ของตวควบคมระยะไกล

37

การทางานในสวนของโหมด MANUAL

ภาพท> H@ การทางานในสวนโหมด MANUAL ของตวควบคมระยะไกล

38

�.W การทางานในสวนตวหนยนต การทางานในสวนของโหมด CMPS03

ภาพท> HA การทางานในสวนโหมด CMPS03 ของตวหนยนต

39

การทางานในสวนของโหมด MANUAL

ภาพท> HH การทางานในสวนโหมด MANUAL ของตวหนยนต

40

ผลและวจารณ

ผล

จากการพฒนาโครงงานการควบคมหนยนตระยะไกลดวยระบบไมโครคอนโทรลเลอรไดม

การทดสอบสงชดคาส?ง จากสวนสงขอมล ไปยงสวนรบขอมลเพ?อวดประสทธภาพและความถกตองของการทางาน โดยการทดสอบการทางานของหนยนตควบคมระยะไกลนU ไดทาการทดสอบทUงหมด � ชดคาสFง มดงตอไปนU

ชดคาสFงทF K : R - 45 คอ สFงใหหนยนตหมนไปทางขวา <; องศา

ชดคาสFงทF K : L - 45 คอ สFงใหหนยนตหมนไปทางซาย <; องศา

ชดคาสFงทF K : R - 90 คอ สFงใหหนยนตหมนไปทางขวา 90 องศา

ชดคาสFงทF K : L - 90 คอ สFงใหหนยนตหมนไปทางซาย 90 องศา

ชดคาสFงทF K : R - 135 คอ สFงใหหนยนตหมนไปทางขวา 135 องศา

ชดคาสFงทF K : L - 135 คอ สFงใหหนยนตหมนไปทางซาย 135 องศา

ชดคาสFงทF K : R - 180 คอ สFงใหหนยนตหมนไปทางขวา 180 องศา

ชดคาสFงทF K : L - 180 คอ สFงใหหนยนตหมนไปทางซาย 180 องศา

ผลท?ไดมดงตอไปนV

41

ตารางท# 2 ผลการทดสอบการหมนของตวหนยนต

ขวา <;° ซาย <;° ขวา J�° ซาย J�° ขวา K�;° ซาย K�;° ขวา K��° ซาย K��° ครU งทFK ;� <x J� J; K<� K�; K�W K�� ครU งทFW <J ;� J; J� K<K K<� K;� K�; ครU งทF� ;� <� J< JK K�� K�< K;� Kxx ครU งทF< <x <� J; J; K�� K�� K�� K�< ครU งทF; <; <; J; J� K�x K�< Kx� K�� ครU งทF� <� <� JK J� K<� K�W K�� K�< ครU งทFx <x ;� J< J; K�; K�; K�< Kx� ครU งทF� <W <x J� J; K�� K�� K�; K�� ครU งทFJ <� ;� J� JW K�x K�� K�� Kxx ครU งทFK� <; << �x J� K�� K<� K�< K�W ผดพลาด

เฉลFย

6%

6%

3%

3%

W%

W%

W%

W%

โดยการทดลองในครU งนU สามารถตรวจสอบทศทางการหมนของตวหนยนตไดผลทFผดพลาดนอยทFสดคอ

K. ทดสอบการตUงหวรถเรFมตนในทศทางตางกน แลวใหหนตวรถไปทางขวาจากทศตUงตนไป <; องศา พบวาตUงหวรถไปทางทศเหนอหลงใสคาสFงใหไปทางขวา <; องศา จะมความผดพลาด นอยทFสด

W. ทดสอบการตUงหวรถเรFมตนในทศทางตางกน แลวใหหนตวรถไปทางขวาจากทศตUงตน

ไป J� องศา พบวาตUงหวรถไปทางทศเหนอหลงใสคาสFงไปทางขวา J� องศา จะมความผดพลาดนอยทFสด

�. ทดสอบการตUงหวรถเรFมตนในทศทางตางกน แลวใหหนตวรถไปทางขวาจากทศตUงตน

ไป K�; องศา พบวาตUงหวรถไปทางทศเหนอหลงใสคาสFงไปทางขวา K�; องศา จะมความผดพลาดนอยทFสด

42

<. ทดสอบการตUงหวรถเรFมตนในทศทางตางกน แลวใหหนตวรถไปทางขวาจากทศตUงตนไป K�� องศา พบวาตUงหวรถไปทางทศตะวนตกหลงใสคาสFงไปทางขวา K�� องศา จะมความผด พลาดนอยทFสด

;. ทดสอบการตUงหวรถเรFมตนในทศทางตางกน แลวใหหนตวรถไปทางขวาจากทศตUงตนไป J� องศา พบวาตUงหวรถไปทางทศเหนอหลงใสคาสFงไปทางซาย <; องศา จะมความผดพลาด นอยทFสด

�. ทดสอบการตUงหวรถเรFมตนในทศทางตางกน แลวใหหนตวรถไปทางขวาจากทศตUงตนไป J� องศา พบวาตUงหวรถไปทางทศเหนอหลงใสคาสFงไปทางซาย J� องศา จะมความผดพลาด นอยทFสด

x. ทดสอบการตUงหวรถเรFมตนในทศทางตางกน แลวใหหนตวรถไปทางขวาจากทศตUงตนไป K�; องศา พบวาตUงหวรถไปทางทศใตหลงใสคาสFงไปทางซาย K�; องศา จะมความผดพลาด นอยทFสด

�. ทดสอบการตUงหวรถเรFมตนในทศทางตางกน แลวใหหนตวรถไปทางขวาจากทศตUงตนไป K�� องศา พบวาตUงหวรถไปทางทศใตหลงใสคาสFง ไปทางซาย K�� องศา จะมความผดพลาด นอยทFสด (อาจมบางครU งทFหมนเปนเวลานานเพราะหาทศไมเจอ)

43

วธการทดลองกาหนดระยะทางในการเคล#อนท#อางองดงรปภาพ

ภาพท> HK แผนภาพแสดงวธการทดลองกาหนดระยะทางในการเคล?อนท?

จากภาพทF �< มวธการทดสอบ คอ กาหนดทศทางการหมนของหนยนตและมการกาหนดระยะทางในการเคลFอนทF ดงตารางทF W

44

ตารางท# 5 ผลการทดสอบโดยกาหนดระยะทางในการเคล?อนท?

ระยะทางในการเคลFอนทF ทศทาง+องศา คาสFง �� cm. คาสFง �� cm. คาสFง J� cm.

R-0 31 62 91 R-45 31 61 91 R-90 32 61 92

R-135 31 62 93 R-180 32 62 91

L-0 31 62 91 L-45 32 61 92 L-90 32 61 91

L-135 32 63 91 L-180 32 61 92

ผดพลาดเฉลFย ;% 3% 2%

โดยการทดสอบในครV งนV ไดตVงหวรถไปทางทศเหนอเปนหลกทาใหมความผดพลาดนอยและในโหมดการควบคมแบบอสระสามารถ รบ-สง ขอมลกนไดไกลมากสดถง \Za เมตร

45

วจารณ

ในสวนการทดสอบของการควบคมหนยนตระยะไกลดวยระบบไมโครคอนโทรลเลอรยง

พบขอผดพลาดของการอานขอมลของโมดลเขมทศดจตอล ทาใหการหาทศทางการหมนของตวหนยนตไมมความแนนอน แตไดตรวจสอบพบวาถาหนยนตหนหนาไปทางทศเหนอกอนท?จะส?งใหหนยนตหาทศทางในการหมนจะมความผดพลาดนอยท?สด และสวนของการ รบ-สง ขอมลดวยคล?นวทย มการ รบ-สง ขอมลท?ไมมขอผดพลาด

46

สรปและขอเสนอแนะ

สรป

โครงงานนVสามารถออกแบบและพฒนาการรบ-สงขอมลและการอานคาโมดลเขมทศดจ-ตอล โดยใชอปกรณไมโครคอนโทรลเลอร (Microcontroller) ซ? งมการสงขอมลผานระบบ RS232 ดวยคล?นวทย (RF Module) ไดตามวตถประสงคของโครงงาน และขอบเขตของโครงงานไดอยางสมบรณ ซ? งโปรแกรมท?ใชควบคมการทางานของไมโครคอนโทรลเลอร (Microcontroller) พฒนาโดยคอมไพเลอร Keil uVision_ ซ? งเปนคอมไพเลอรท?ไดรบความนยมเปนอยางมากในการเขยนโปรแกรมเพ?อควบคมการทางานของไมโครคอนโทรลเลอร (Microcontroller) และภาษาท?ใชคอ ภาษาซ (C Language) มฟงกชนการทางานเพ?อรบคาจากตวควบคมระยะไกลและนาคาท?ไดสงขอมลผานท าง RS232 และนาค าท? ไดมาเกบ ไวในตวแป รภายในไมโครคอนโท รลเลอร (Microcontroller) และทางานรวมกบ วงจรขบมอเตอรเพ?อใชในการเคล?อนท?ของหนยนต ซ? งมโมดลเขมทศดจทอลเปนตวกาหนดทศทางในการเคล?อนท?ของหนยนต อปกรณทVงหมดนV สามารถทางานรวมกนไดอยางดและสามารถ รบ-สง ขอมล กาหนดทศทางการเคล?อนท? ไดอยางสมบรณ โดยผลท?ไดจากการทดลองมความผดพลาดประมาณ \-g องศา คดคาความผดพลาดเฉล?ยเปนรอยละ _ เปอรเซนตของผลการทดลองทVงหมด

47

ภาพโดยรวมการ รบ-สง ขอมลผานโปโตคอล

ภาพท> Ho การ รบ-สง ขอมลผานโปโตคอล การ รบ-สง ขอมลผานโปโตคอลประกอบไปดวย Z สวนหลกๆ ดวยกนดงนV

\. สวนของการสงขอมล ทาหนาท?รอรบขอมลจากพอรตส? อสารอนกรม RS232 จาก

ไมโครคอนโทรลเลอรแลวแปลงเปนสญญาณความถ? สงออกไปในอากาศเพ?อใหตวรบขอมลตรวจจบหาขอมลท?ถกตอง

Z. สวนของการรบขอมล ทาหนาท?คอยตรวจจบขอมลท?อยในรปแบบสญญาณความถ? จาก

ตวสง เพ?อแปลงกลบเปนขอมลแบบ RS232 สงออกไปควบคมฮารดแวร

48

ขอเสนอแนะ

จาก โครงงาน วศ วกรรม ศาส ตร เรF อง การควบ ค ม ห น ยน ตระยะไกล ดวยระบ บไมโครคอนโทรลเลอร โดยควบคมดวยระบบไมโครคอนโทรลเลอร เมFอไดทาการทดสอบการทางาน พบวา ถาตองการทศทางการเคลFอนทF ทFมความแนนอน จาเปนตองเปลFยนโมดลเขมทศดจทอลทFมสทธภาพมากขUน และในสวนของตวหนยนตบงคบระยะไกลนUนยงขาดการควบคมแบบอตโนมต ดงนUนถามการควบคมแบบอตโนมต อาจทาใหหนยนตบงคบระยะไกลมความสมบรณมากยFงขUน ซF งสามารถนาไปพฒนาตอไป

49

เอกสารและส>งอางอง

นรนาม. 2547 ก. บทความหนยนต [ออนไลน] แหลงทFมา: http://th.wikipedia.org/wiki/หนยนต, 14 กรกฎาคม W;;�.

นรนาม. W;<� ข. หลกการทางานตวรบ-สงคล>นวทย [ออนไลน] แหลงทFมา:

www.etteam.com/product/intf/man-ET-RF24Gv2.pdf, 14 กรกฎาคม W;;�. นรนาม. 2549 ค. บทความไมโครคอนโทรลเลอรรน CP-JR51USB v1.0 [ออนไลน] แหลงทFมา: www.etteam.com/Catalog2010/aw_Page_Page_56.pdf, K� กรกฎาคม W;;�. นรนาม. 255W ง. บทความไมโครคอนโทรลเลอรรน P89C51RD2 [ออนไลน] แหลงทFมา:

http://www.adisak51.com/begin.html, 3 กรกฎาคม W;;�. นรนาม. W;;� จ. ความรเก>ยวกบโมดลเขมทศดจทอล [ออนไลน] แหลงทFมา:

www.es.co.th/Schemetic/PDF/9000045.PDF, 3 กรกฎาคม W;;�.

นรนาม. W;;� ฉ. ภาษาท#ใชกบไมโครคอนโทรลเลอร [ออนไลน] แหลงทFมา:

http://www.elecnet.chandra.ac.th/learn/elearning/microprocessor/lu1.html, 3 กรกฎาคม

W;;�.

50

ภาคผนวก

51

ภาคผนวก ก

ขUนตอนการทางานของหนยนตควบคมระยะไกลดวยระบบไมโครคอนโทรลเลอร

52

ขDนตอนการทางานของหนยนตควบคมระยะไกลดวยระบบไมโครคอนโทรลเลอร

K. ขUนตอนทF 1

รปของตวหนยนตและรโมทควบคม เมFอเรFมตนการทางาน

ภาพผนวกท> 1 ตวหนยนตและรโมทควบคม

W. ขUนตอนทF 2

เขาสขUนตอนการเลอกโหมดแบงออกเปน W โหมด คอ โหมด CMPS03 และโหมด MANUAL มปมกดทUงหมด < ปม

ถาตองการเลอกโหมด CMPS03 ใหทาการกด ปมท? _ ถาตองการเลอกโหมด MANUAL ใหทาการกด ปมท? 4

53

ภาพผนวกท> A แสดงเมFอเรFมการเลอกโหมดการทางาน

�. ขUนตอนทF �

ถาทาการเลอกโหมด CMPS03 จะปรากฎหนาแสดงการรบคาสFงจากผใช โดยมรายละเอยดดงนU

สามารถรบคาสFงจากผใชได W คาสFง

ปมทF K สาหรบการเลอกทศทางการหมนซาย-ขวา ของตวหนยนต ปอนคาสFงเปน R กบ L ปมทF W สาหรบการใสคาองศาในการหมนของตวหนยนต ปอนคาสFงเปนตวเลของศา ปมทF � สาหรบการใสคาเวลาในการเคลFอนทFไปขางหนา ปอนคาสFงเปนตวเลขหนวยวนาท ปมทF < สาหรบการยนยนคาสFง

H

K

54

ภาพผนวกท> H แสดงเมFอเรFมโหมดการทางานโหมด CMPS03

4. ขUนตอนทF 4

ถาทาการเลอกโหมด MANUAL จะปรากฎหนาแสดงการรบคาสF งจากผ ใช โดยมรายละเอยดดงนU

ปมทF K สาหรบการสFงใหหนยนตรเคลFอนทFไปดานหนา ปมทF W สาหรบการสFงใหหนยนตรเคลFอนทFไปดานหลง ปมทF � สาหรบการสFงใหหนยนตรเคลFอนทFไปทางขวา ปมทF < สาหรบการสFงใหหนยนตรเคลFอนทFไปทางซาย

@

A H

K

55

ภาพผนวกท> K แสดงเมFอเรFมโหมดการทางานโหมด MANUAL

[. ขUนตอนทF 5 เมFอไดรบคาสFงจากผใชแลว ตวหนยนตกจะเรFมการทางานตามทFผใชกาหนด

ภาพผนวกท> o แสดงหนยนตเรFมทางานตามคาสFง

@

A H

K

56

ภาคผนวก ข

Source Code Program

57

Source Code Program

ตวสงขอมล

#include "reg52.h" #include "absacc.h" #include "Function.c" #include "LCD.c" sbit Dr = P3^2; sbit Angle = P3^3; sbit Time = P3^4; sbit OK = P3^5; unsigned char Buf_Timer[2]; unsigned char Buf_Degree[2]; unsigned char Buf_Dir[2]; void main() { unsigned int i,Degree=0,Timer =0,Dir='R',xy; Init_Serial(48); Init_LCD(); Wr_String("ROBOTIC CONTROL",1); Wr_String("VIA RF MODULES",2); Delay(1000); Wr_String(" INPUT MODE ",1); Wr_String(" ",2); Delay(1000); Wr_String("CMPS03 = SWITCH3",1); Wr_String("MANUAL = SWITCH4",2);

58

while(1) { if(Time == 0){ Delay(1000); Wr_String("Prog1 - - ",1); Wr_String("Prog2 - - ",2); while(1) { for(i=0;i<2;i++) { while(OK == 1) { Goto_XY(i+1,8);Wr_Char(Dir); Goto_XY(i+1,10);ShowNum(Degree,3); Goto_XY(i+1,14);ShowNum(Timer,3); if(Dr == 0){ if(Dir=='R'){Dir='L';} else{Dir='R';} Delay(100);Sound(); } if(Angle == 0){ Degree = Degree + 15; if(Degree>359){Degree = 0;} Delay(100);Sound(); } if(Time == 0){ Timer = Timer + 30; if(Timer>220){Timer = 0;} Delay(100);Sound(); } } Buf_Dir[i] = Dir;

59

Buf_Timer[i] = Timer/3.2; Buf_Degree[i] = Degree*0.7; Timer = Degree = 0; Sound(); while(OK==0){}Delay(500); } Tx_Byte('>'); Tx_Byte(Buf_Dir[0]); Tx_Byte(Buf_Degree[0]); Tx_Byte(Buf_Timer[0]); Tx_Byte(Buf_Dir[1]); Tx_Byte(Buf_Degree[1]); Tx_Byte(Buf_Timer[1]); Tx_Byte('E'); Delay(2000); if(RI==1){ xy = Rx_Byte(); if(xy == 'Y') { Wr_String(" ",1); Wr_String("COMMAND COMPLETE",2); Delay(3000); } } Wr_String("Prog1 - - ",1); Wr_String("Prog2 - - ",2); } }else if(OK == 0){ Delay(1000); Wr_String(" DIRECTION ",1);

60

Wr_String(" ",2); while(1) { if(Dr == 0){Wr_String(" Forward ",2); Tx_String("C");//Tx_Byte(13); while(Dr == 0){} Delay(100); Tx_String("S");//Tx_Byte(13); }else if(Angle == 0){Wr_String(" Reverse ",2); Tx_String("D");//Tx_Byte(13); while(Angle == 0){} Delay(100); Tx_String("S");//Tx_Byte(13); }else if(Time == 0){Wr_String(" Turn Right ",2); Tx_String("A");//Tx_Byte(13); while(Time == 0){} Delay(100); Tx_String("S");//Tx_Byte(13); }else if(OK == 0){Wr_String(" Turn Left ",2); Tx_String("B");//Tx_Byte(13); while(OK == 0){} Delay(100); Tx_String("S");//Tx_Byte(13); } } } } }

61

ตวรบขอมล

#include "reg52.h" #include "absacc.h" #include "Function.c" #include "LCD.c" #include "CMPS03.c" #include "math.h" sbit Motor1A = P3^2; sbit Motor1B = P3^3; sbit Motor2A = P3^4; sbit Motor2B = P3^5; unsigned char Buf[20]; unsigned char Step = 0; //---------------------------------------------- void Move_F(void) { Motor1A = 0; Motor1B = 1; Motor2A = 1; Motor2B = 0; } //---------------------------------------------- void Move_Left(void) { Motor1A = 1; Motor1B = 0; Motor2A = 1;

62

Motor2B = 0; } //---------------------------------------------- void Stop(void) { Motor1A = 0; Motor1B = 0; Motor2A = 0; Motor2B = 0; } //---------------------------------------------- void Move_Right(void) { Motor1A = 0; Motor1B = 1; Motor2A = 0; Motor2B = 1; } void Move_Turn(void) { Motor1A = 1; Motor1B = 0; Motor2A = 0; Motor2B = 1; } //--------------------------------------- void main() {unsigned char Ch,Flag = 0,i,Dir,level=5,Comm='S',Fla=0;

63

unsigned int Time; int Degree,Deg,Temp; Init_Serial2(48); while(1) { if(RI==1) { Ch = Rx_Byte(); if(Ch == 'E'){ Flag = 1; }else if(Ch == 'A'){ Move_Right();Step = 0;}else if(Ch == 'B'){ Move_Left(); Step = 0;}else if(Ch == 'C'){ Move_F(); Step = 0;}else if(Ch == 'D'){ Move_Turn(); Step = 0;}else if(Ch == 'S'){ Stop(); Step = 0;}else { Buf[Step] = Ch; Step++; } } if(Flag == 1) {Flag = 0; Step = 0; if(Buf[0] == '>') {for(i=1;i<7;i++) { Dir = Buf[i]; i++; Deg = Buf[i]; i++; Deg = Deg/0.7; Time = Buf[i];

64

if(Time>0) { Degree = Rd_Degree(); if(Dir=='R') { Temp = Degree + Deg; if(Temp >= 360){Deg = Temp - 360;} else{Deg = Temp;} Move_Right(); } if(Dir=='L') { Temp = Degree - Deg; if(Temp < 0){Deg = Temp + 360;} else{Deg = Temp;} Move_Left(); } while(abs(Degree - Deg)>15){Degree = Rd_Degree();} Stop();Delay(300); Degree = Rd_Degree(); while(Degree > Deg) { Move_Left(); Degree = Rd_Degree(); } Stop();Delay(500); while(Degree < Deg) {Move_Right(); Degree = Rd_Degree();

65

} Stop();Delay(500); Move_F();Delay(Time*1000); Stop(); Tx_Byte('Y'); } } } } } }

66

ภาคผนวก ค

ขอมลตวรบ-สงคลFนสญญาณวทย

67

RS232 to RF-Wireless (RF2.4GHz) CONVERTER

ภาพผนวกท> p การตอสายสญญาณ RS232 เพFอใชแหลงจายไฟจากบอรดไมโครคอนโทรลเลอร

RS232 to RF-Wireless (RF2.4GHz) CONVERTER

ภาพผนวกท> c แสดงสายสญญาณ RS232 เพFอใชกบ ET-RF24G ในโหมด RF Receive Only และ RF Transmit Only

68

ภาพผนวกท> d แสดงแผนผงการตอสายRS232 เพFอใชงานกบET-RF24G V1.0 ในโหมดAuto Direction

69

RS232 to RF-Wireless (RF2.4GHz) CONVERTER

ภาพผนวกท> e วงจร ET-RF W<G-VK

70

ภาคผนวก ง

ขอมลบอรดการทดลองรน P89C51RD2

71

Block diagram

ภาพผนวกท> @h P89V51RD2 block diagram

72

Pinning

ภาพผนวกท> @@ PLCC44 pin configuration

73

8-bit microcontrollers with 80C51 core

ภาพผนวกท> @A PDIP40 pin configuration

74

LCD MODULE

ภาพผนวกท> @3 LCD pin configuration

LCD MODULE

ภาพผนวกท> @4 LCD 16*2

75

P89V51RD2 Connect to RS232

ภาพผนวกท> @5 P89V51RD2 Connect to RS232

Print for P89V51RD2

ภาพผนวกท> @6 Print for P89V51RD2

76

ภาคผนวก จ

ขอมลบอรดการทดลองรน CP-JR51USB v1.0

77

ขอมลบอรดการทดลองรน CP-JR51USB v1.0

PinOut

ภาพผนวกท> @7 AT89C5131 52-pin PLCC Pinout

78

ภาพผนวกท> @8 Block Diagram AT89C5131

79

ภาคผนวก ฉ

ขอมลโมดลเขมทศดจทอล

80

ขอมลโมดลเขมทศดจทอล

ตารางผนวกท> 1 ตารางแสดงตาแหนงรจสเตอรโมดลเขมทศดจทอล

ตาแหนงรจสเตอร รายละเอยด 0 ตวเลขแสดงรนของบอรด CMPS03 1 สงคาตาแหนงแบบหยาบ(�-W;;)

2,3 สงคาตาแหนงแบบละเอยดดวยตวเลข K� บต(�-�;JJ) สามารถแปลงคาเพFอแสดงองศา �-�;J.J องศาไดโดยตรง

4,5 สาหรบตรวจสอบคาภายใน โดยจะแสดงคาความตางของ Sensor1 เปนตวเลข K� บตแบบคดเครFองหมาย

6,7 สาหรบตรวจสอบคาภายใน โดยจะแสดงคาความตางของ Sensor2 เปนตวเลข K� บตแบบคดเครFองหมาย

8,9 แสดงคาตวเลขการปรบแตงภายใน(calibration value1) เปนตวเลข K� บตแบบคดเครFองหมาย

10,11 แสดงคาตวเลขการปรบแตงภายใน(calibration value2) เปนตวเลข K� บตแบบคดเครFองหมาย

12,13 ไมใชงานอานคาไดเปน � 14 ไมใชงาน ไมกาหนดคาไว 15 คาสFงสาหรบการปรบแตงคา โดยเมFอตองการปรบแตงคา

ตองเขยนขอมล W;; เขาทFรจสเตอรตาแหนงนU

81

Timing Diagram

ภาพผนวกท> 19 Timing Diagram Cmps03

82

ภาคผนวก ช

ขอมลตวขบมอเตอร (L293D)

83

ขอมลตวขบมอเตอร (L293D)

ภาพผนวกท> 20 Push-Pull Four Channel Driver with Diodes

84

ภาพผนวกท> 21 Absolute Max Rate, PinConnection and Thermal Data

85

ภาพผนวกท> 22 Electrical Characteristics

86

ภาพผนวกท> 23 Truth Table

87

ภาพผนวกท> 24 Powerdip Package Mechanical Data

88

ภาพผนวกท> 25 SO20 Package Mechanical Data

89

ตารางผนวกท> A ตารางแสดงขาของ IC เบอร L293D

Pin No Function Name

1 Enable pin for Motor 1; active high Enable 1,2 2 Input 1 for Motor 1 Input 1 3 Output 1 for Motor 1 Output 1 4 Ground (0V) Ground 5 Ground (0V) Ground 6 Output 2 for Motor 1 Output 2 7 Input 2 for Motor 1 Input 2 8 Supply voltage for Motors; 9-12V (up

to 36V) Vcc 2

9 Enable pin for Motor 2; active high Enable 3,4 10 Input 1 for Motor 1 Input 3 11 Output 1 for Motor 1 Output 1 for Motor 1 12 Ground (0V) Ground 13 Ground (0V) Ground 14 Output 2 for Motor 1 Output 4 15 Input2 for Motor 1 Input 4 16 Supply voltage; 5V (up to 36V) Vcc 1

90

ประวตการศกษาและการทางาน

ช?อ –นามสกล นายณฐพงษ ทมทศน วน เดอน ป ท?เกด _a พฤศจกายน Z[_Z สถานท?เกด จงหวดกรงเทพมหานคร ประวตการศกษา มธยมศกษาตอนปลาย โรงเรยนมาเรยลย

อาเภอลาดกระบง จงหวดกรงเทพมหานคร ตาแหนงหนาท?การงานปจจบน - สถานท?ทางานปจจบน - ผลงานดเดนและรางวลทางวชาการ - ทนการศกษาท?ไดรบ -