เรียนรู้การออกแบบวงจรอิเล็กทรอนิกส์พื้นฐาน และใช้งานบอร์ด Arduino ตอนที่ 2 ทำความรู้จักกับหลอดไฟแอลอีดี

สวัสดีครับวันเรามีเกร็ดความรู้เล็กๆ น้อยๆ มาฝากให้กับผู้ที่สนใจเช่นเคยครับ จากครั้งที่แล้วเราได้ทำความรู้จักกับโปรแกรมที่ใช้ในการจำลองการทำงานต่างๆ บนบอร์ด Arduino กันไปแล้ว วันนี้เราจะมา มาพูดถึงพื้นฐานทางไฟฟ้าและทำความรู้จักกับหลอดไฟแอลอีดีกันก่อนครับ
        ก่อนที่เราจะเข้าสู่เนื้อหาหลายๆ คนเคยสงสัยไหมครับ ว่าหลอดไฟแอลอีดีสว่างได้ยังไง และที่สำคัญทำไมถึงมีหลายสี ทั้งๆ ที่ตัวหลอดไฟแอลอีดีเองก็มีลักษณะคล้ายๆ กัน

รูปที่ 1 หลอดไฟ LED (Light Emitting Diode)

        ที่จริงแล้วหลอดไฟ LED (Light Emitting Diode) เป็นอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำชนิดหนึ่งที่ยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านและจะปล่อยแสงสว่างออกมาทันที แสงสว่างที่เกิดขึ้นมาจากการเคลื่อนของอิเล็กตรอนภายในสารกึ่งตัวนำ สีของแสงขึ้นอยู่กับชนิดของวัสดุที่นำมาใช้ในการสร้าง LED ทั้งชนิดที่เป็นของเหลวและก๊าซ เช่น ใช้แกลเลียมฟอสไฟด์ (GALLIUM PHOSPHIDE,GaP) ทำให้เกิดแสงสีแดง ใช้แกลเลียมอาซีไนด์ ฟอสไฟด์ (GALLIUM ARSENIDE PHOSPHIDE,GaAsP) เกิดแสงสีเหลืองและเขียว การควบคุมปริมาณแสงสว่างจะควบคุมกระแสที่ไหลผ่านหลอด LED หากกระแสที่ไหลสูงมากไปจะทำให้หลอดมีความสว่างมาก แต่หากป้อนกระแสสูงมาไปจะทำให้บริเวณรอยต่อของสารกึ่งตัวนำเกิดความร้อนปริมาณมากจนทำให้โครงสร้างหลอดเสียหายไม่สามารถใช้งานได้อีก

รูปที่ 2 ตัวอย่างการต่อวงจรแแอลอีดีอย่างง่าย

        ปกติเวลาที่เราจะทำให้หลอดไฟแอลอีดีติดเราต้องทำการจ่ายไฟให้กับหลอดไฟก่อนใช่ไหมครับ ในการจ่ายไฟสิ่งที่เกิดขึ้นก็คือกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขั้วบวกไปยังขั้วลบ โดยวิ่งผ่านหลอดไฟแอลอีดี พอกระแสไฟฟ้าไหลผ่านสิ่งที่เกิดขึ้นคือแอลอีดีจะปล่อยแสงสว่างออกมาทันทีครับ
        ทีนี้พอเรารู้จักกับหลักการทำงานของหลอดไฟแอลอีดีบ้างแล้วเดี๋ยวเรามาทดลองสั่ง เปิด/ปิด ไฟแอลอีดี โดยใช้โปรแกรม Tinkercad Circuits ซึ่งจะจำลองการทำงานต่างๆบนบอร์ด Arduino สำหรับใครที่ยังไม่รู้ว่าโปรแกรม Tinkercad Circuits ใช้ทำอะไร สามารถศึกษาได้จากบทความในตอนที่ 1 นะครับ ในการเข้าใช้งานโปรแกรมให้เราเปิดเว็บบราวเซอร์และเข้าไปที่เว็บไซต์ tinkercad.com/circuits ก่อนเริ่มใช้งาน จะต้อง Sign Up ก่อนเพื่อให้มีบัญชีผู้ใช้ โดยสามารถใช้อีเมล์ในการสมัครได้ หรือจะใช้บัญชีผู้ใช้ของ Facebook ก็ได้ครับ หลังจากลงทะเบียนเสร็จเรียบร้อยให้เราทำการ Sign In เข้าใช้งาน แล้วเราจะพบกับหน้าหลักโปรแกรม ดังแสดงในรูปที่่ 3

รูปที่ 3 หน้าหลักโปรแกรม Tinkercad Circuits

        จากรูปที่ 3 ให้เลือก Circuits (1) จากนั้นเลือกที่ Create new Circuits (2) ซึ่งเป็นการสร้างโปรเจคขึ้นมาใหม่สำหรับออกแบบวงจรอิเล็กทรอนิส์ ให้เราคลิกที่ Components เพื่อเพิ่มอุปกรณ์ในตัวอย่างแรกเรามาลองทดสอบการทำงานของหลอดไฟแอลอีดีที่ต่อเข้ากับแบตเตอรี่โดยตรงกันก่อนนะครับ

รูปที่ 4 ตัวอย่างการนำอุปกรณ์ออกมาทดสอบ

 

        จากตัวอย่างการนำอุปกรณ์ออกมาทดสอบ ให้เราคลิกที่เมนู +Component เพื่อเลือกอุปกรณ์ที่ต้องการ จากนั้นให้เราไปที่แท็บเมนู Starters เราจะเห็นการต่อวงจรอิเล็กทรอนิกส์แบบพื้นฐานนั้นก็คือการต่อแบตเตอรี่กับแอลอีดีโดยตรง ให้เราใช้เมาส์คลิกเลือกที่อุปกรณ์แล้วลากออกมาวางที่หน้าจอสำหรับออกแบบวงจร จากนั้นให้เราลองทดสอบการทำงานโดยคลิกที่ Start Simulator เราจะเห็นหลอดไฟแอลอีดีเปล่งแสงสีแดงออกมา 

         นี่ก็คือพื้นฐานการสั่งงานหลอดไฟแอลอีดีครับ ถ้าเราอยากจะทำให้หลอดไฟแอลอีดีเปร่งแสงออกมาเราก็แค่ต้องทำการจ่ายไฟให้ ถ้าเราต้องการให้หลอดไฟแอลอีดีหยุดเปร่งแสงเราก็แค่หยุดจ่ายไฟ
        สำหรับวันนี้ เราก็ได้รู้จักกับหลอดไฟแอลอีดีกันแล้ว ว่าสิ่งที่เรียกว่าหลอดไฟแอลอีดีคืออะไร และมีหลักการทำงานอย่างไร สิ่งที่อยู่รอบตัวเรา สิ่งที่เรามองเห็นต่างก็มีคุณสมบัติและหลักการทำงานเฉพาะตัว ในบทความถัดไปเรามาทำความรู้จักกับตัวต้านทานทางไฟฟ้า ว่ามีไว้ทำไม มีประโยชน์อย่างไร ทำไมถึงเรียกว่าตัวต้านทาน ติดตามต่อได้ในบทความถัดไปครับ

แหล่งอ้างอิง

https://www.tinkercad.com/learn/

https://circuits.io/home/learn

http://library.cmu.ac.th/energy/content.php?type=knowleds_full&id=3

บทความโดย รักการเขียนโค้ดดอทคอม lovecoding.com

สอบถามข้อมูลเพิ่มเติม
Facebook: รักการเขียนโค้ด ดอทคอม 
Tell: 091-4782789