วันศุกร์ที่ 12 กันยายน พ.ศ. 2557

การทดลองที่ 4.2 การต่อวงจรสําหรับเปรียบเทียบช่วงแรงดัน

วัตถุประสงค์

  1. ฝึกต่อวงจรโดยใช้ตัวต้านทานปรับค่าได้และไอซี LM393N
  2. ต่อวงจรโดยใช้ไอซี LM393N ที่มีตัวเปรียบเทียบแรงดันสองตัวเพื่อเปรียบเทียบแรงดันอินพุตกับแรงดันอ้างอิงโดยแบ่งเป็นสองระดับ

รายการอุปกรณ์

  1. แผงต่อวงจร (เบรดบอร์ด)                          1 อัน
  2. ไอซีเปรียบเทียบแรงดัน เบอร์ LM393N      1 ตัว
  3. ตัวต้านทานปรับค่าได้แบบ 3 ขาขนาด 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
    - แรงดัน V1 และ V2 มีค่าประมาณ 3.355 V และ 1.675 V ตามลำดับ
  3. สร้างสัญญาณแบบสามเหลี่ยม (Triangular Wave) ให้อยู่ในช่วงแรงดัน 0V ถึง5V โดยใช้เครื่องกําเนิดสัญญาณ(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)

    (ภาพจากการต่อวงจร)


    (ภาพที่ได้จากออสซิลโลสโคป)
  5. ใช้ออสซิลโลสโคปวัดสัญญาณ โดยใช้ช่อง A สําหรับวัดสัญญาณที่มาจากเครื่องกําเนิดสัญญาณ (Vin) และช่อง B สําหรับวัดสัญญาณเอาต์พุตที่ขาหมายเลข7 (V4) ของตัวเปรียบเทียบแรงดัน                           (บันทึกภาพที่ได้จากออสซิลโลสโคป เพื่อใช้ประกอบการเขียนรายงานการทดลอง)
    (ภาพที่ได้จากออสซิลโลสโคป)
  6. ต่อวงจรบนเบรดบอร์ด ตามผังวงจรในรูปที่ 4.2.2 โดยตัวต้านทานปรับค่าได้ขนาด 10kΩ หรือ 20kΩ

    (ภาพจากการต่อวงจร)
  7. ใช้มัลติมิเตอร์วัดแรงดัน Vin ทดลองหมุนปรับค่าที่ตัวต้านทานปรับค่าได้ แล้วสังเกตสถานะของการติด/ดับของ LED1 ให้จดบันทึกค่าแรงดัน Vin ที่ทําให้ LED1 เกิดการเปลี่ยนสถานะติด/ดับ
  8. เขียนรายงานการทดลองซึ่งประกอบด้วยคําอธิบายการทดลองตามขั้นตอน ผังวงจรที่ถูกต้องครบถ้วนตามหลักไฟฟ้า (ให้วาดด้วยโปรแกรม Cadsoft Eagle) รูปถ่ายของการต่อวงจรบนเบรดบอร์ด  รูปคลื่นสัญญาณที่วัดได้จากออสซิลโลสโคปตามโจทย์การทดลอง และตอบคําถามท้ายการทดลอง

คําถามท้ายการทดลอง

  1. แรงดัน V1และ V2 มีค่าประมาณ …3.355... โวลต์และ …1.675... โวลต์ตามลําดับ
  2. แรงดัน Vin จะต้องมีค่าอยู่ในช่วง …3... ถึง …5… โวลต์และ ...0… ถึง ...3... โวลต์จึงจะทําให้แรงดัน V3 ที่ขาหมายเลข 1 ของ LM393N (วงจรในรูปที่ 4.2.1) ได้ลอจิก LOW และ HIGH ตามลําดับ
  3. แรงดัน Vin จะต้องมีค่าอยู่ในช่วง ...0... ถึง …1.9… โวลต์และ ...2… ถึง ...5... โวลต์จึงจะทําให้แรงดัน V4 ที่ขาหมายเลข 7 ของ LM393N (วงจรในรูปที่ 4.2.1) ได้ลอจิก LOW และ HIGH ตามลําดับ
  4. แรงดัน Vin ที่ได้จากการหมุนปรับค่าของตัวต้านทานปรับค่าได้จะต้องมีค่าอยู่ในช่วงใดจึงจะทําให้ LED1สว่าง
    1. ช่วง 0V - 1.5V จะทำให้ LED1 สว่าง
    2. ช่วง 1.5V - 3.25V จะทำให้ LED1 ดับ
    3. ช่วง 3.25V - 5V จะทำให้ LED1 สว่าง

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น