วันพุธที่ 10 กันยายน พ.ศ. 2557

การทดลองที่ 4.2 การต่อวงจรสำหรับเปรียบเทียบช่วงแรงดัน

วัตถุประสงค์
     
          1. ฝึกการต่อวงจรโดยใช้ตัวต้านทานปรับค่าได้ และไอซี LM393N
          2. สามารถเปรียบเทียบแรงดันอินพุตกับแรงดันอ้างอิง จากไอซีเทียบแรงดันสองตัว
          3. รู้และเข้าใจการใช้งานไอซีและตัวต้านทานปรับค่าได้

รายการอุปกรณ์

          1. แผงต่อวงจร (เบรดบอร์ด) 1 อัน
          2. ไอซีเปรียบเทียบแรงดัน เบอร์ LM393N 1 ตัว
          3. ตัวต้านทานปรับค่าได้แบบ 3 ขา ขนาด 10kΩ หรือ 20kΩ 1 ตัว
          4. ตัวต้านทาน 10kΩ 4 ตัว
          5. ตัวต้านทาน 330Ω หรือ 470Ω 1 ตัว
          6. ไดโอดเปล่งแสง (LED) ขนาด 5 มม. 1 ตัว
          7. สายไฟสำหรับต่อวงจร 1 ชุด
          8. มัลติมิเตอร์ 1 เครื่อง
          9. แหล่งจ่ายแรงดันควบคุม 1 เครื่อง
          10. เครื่องกำเนิดสัญญาณแบบดิจิทัล 1 เครื่อง
          11. ออสซิลโลสโคปแบบดิจิทัล 1 เครื่อง


ขั้นตอนการทดลอง

          1. ต่อวงจรบนเบรดบอร์ด โดยใช้ไอซี LM393N ตามผังวงจรในรูปที่ 4.2.1 และป้อนแรงดันไฟเลี้ยง VCC= +5V และ Gnd จากแหล่งจ่ายควบคุมแรงดัน

          2. ใช้มัลติมิเตอร์วัดแรงดัน V1 และ V2 เทียบกับ Gnd ของวงจร ตามลำดับ แล้วจดบันทึกค่าที่ได้

          3. สร้างสัญญาณแบบสามเหลี่ยม (Triangular Wave) ให้อยู่ในช่วงแรงดัน 0V ถึง 5V โดยใช้เครื่อง
กำเนิดสัญญาณ (Function Generator) โดยกำหนดให้ Vpp = 5V (Peak-to-Peak Voltage) และแรงดัน Offset = 2.5V และความถี่ f = 1kHz เพื่อใช้เป็นสัญญาณอินพุต Vin สำหรับวงจร

          4. ใช้ออสซิลโลสโคปวัดสัญญาณ โดยใช้ช่อง A สำหรับวัดสัญญาณที่มาจากเครื่องกำเนิดสัญญาณ (Vin)และช่อง B สำหรับวัดสัญญาณเอาต์พุตที่ขาหมายเลข 1 (V3) ของตัวเปรียบเทียบแรงดัน (บันทึกภาพที่ได้จากออสซิลโลสโคป เพื่อใช้ประกอบการเขียนรายงานการทดลอง)

          5. ใช้ออสซิลโลสโคปวัดสัญญาณ โดยใช้ช่อง A สำหรับวัดสัญญาณที่มาจากเครื่องกำเนิดสัญญาณ (Vin)และช่อง B สำหรับวัดสัญญาณเอาต์พุตที่ขาหมายเลข 7 (V4) ของตัวเปรียบเทียบแรงดัน (บันทึกภาพที่ได้จากออสซิลโลสโคป เพื่อใช้ประกอบการเขียนรายงานการทดลอง)

          6. ต่อวงจรบนเบรดบอร์ด ตามผังวงจรในรูปที่ 4.2.2 โดยตัวต้านทานปรับค่าได้ขนาด 10kΩ หรือ 20kΩ

          7. ใช้มัลติมิเตอร์วัดแรงดัน Vin ทดลองหมุนปรับค่าที่ตัวต้านทานปรับค่าได้ แล้วสังเกตสถานะของการติด/ดับของ LED1 ให้จดบันทึกค่าแรงดัน Vin ที่ทำให้ LED1 เกิดการเปลี่ยนสถานะติด/ดับ

          8. เขียนรายงานการทดลอง ซึ่งประกอบด้วยคำอธิบายการทดลองตามขั้นตอน ผังวงจรที่ถูกต้องครบถ้วนตามหลักไฟฟ้า (ให้วาดด้วยโปรแกรม Cadsoft Eagle) รูปถ่ายของการต่อวงจรบนเบรดบอร์ด รูปคลื่นสัญญาณที่วัดได้จากออสซิลโลสโคปตามโจทย์การทดลอง และตอบคำถามท้ายการทดลอง

ผลการทดลอง

         ผังวงจรในรูป 4.2.1       
   
schematic

breadboard

         ผังวงจรในรูป 4.2.2  
schematic


breadboard


จากการทดลองข้อที่ 2 สามารถวัด V1 ได้เท่ากับ  1.706 V, V2 ได้เท่ากับ 3.458 V


จากการทดลองข้อที่ 4 รูปสัญญาณออสซิลโลสโคปเมื่อวัด Vin (เส้นสีเหลือง) เทียบกับ Vout ของขา 1 (V3)(เส้นสีฟ้า)



จากการทดลองข้อที่ 5 รูปสัญญาณออสซิลโลสโคปเมื่อวัด Vin (เส้นสีเหลือง) เทียบกับ Vout ของขา 7 (V4)(เส้นสีฟ้า)



 วัดแรงดัน Vin ขณะมีการปรับค่าตัวต้านทานปรับค่าได้จะทำให้เกิดการติด/ดับ ดังนี้

1
      2  




คำถามท้ายการทดลอง

          1. แรงดัน V1 และ V2 มีค่าประมาณ ……1.701…... โวลต์ และ ……3.458….. โวลต์ ตามลำดับ

          2. แรงดัน Vin จะต้องมีค่าอยู่ในช่วง …3.5... ถึง ….5… โวลต์ และ .…0… ถึง ...3.5.... โวลต์ จึงจะทำให้แรงดัน V3 ที่ขาหมายเลข 1 ของ LM393N (วงจรในรูปที่ 4.2.1) ได้ลอจิก LOW และ HIGH ตามลำดับ

          3. แรงดัน Vin จะต้องมีค่าอยู่ในช่วง …0... ถึง ….2… โวลต์ และ ....2… ถึง ....5…. โวลต์จึงจะทำให้แรงดัน V4 ที่ขาหมายเลข 7 ของ LM393N (วงจรในรูปที่ 4.2.1) ได้ลอจิก LOW และ HIGH ตามลำดับ

          4. แรงดัน Vin ที่ได้จากการหมุนปรับค่าของตัวต้านทานปรับค่าได้ จะต้องมีค่าอยู่ในช่วงใด จึงจะทำให้ LED1 สว่าง
   




=   แรงดัน Vin อยู่ในช่วง 1.2 mV- 1.683 V และ 3.440 V - 5.17 V จึงจะทำให้ LED1 สว่าง

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น