วงจรก าเนดความถส าหรบตรวจวดยานพาหนะ (Oscillator Circuit for Vehicles Detection)

โดย นายประสงค สวางกจ รหส B5110353 นายเกรกฤทธ ศรเคน รหส B5115211 นายตนตกร หอทอง รหส B5130238

รายงานนเปนสวนหนงของการศกษารายวชา 427499 โครงงานวศวกรรมโทรคมนาคม ประจ าภาคการศกษาท 3 ปการศกษา 2554

หลกสตรวศวกรรมศาสตรบณฑต สาขาวศวกรรมโทรคมนาคม หลกสตรปรบปรง พ.ศ.2546 ส านกวชาวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร

ก

โครงงาน วงจรก าเนดความถส าหรบการตรวจวดยานพาหนะ (Oscillator Circuit for Vehicles Detection) จดท าโดย 1.นายประสงค สวางกจ B5110353 2.นายเกรกฤทธ ศรเคน B5115211 3.นายตนตกร หอทอง B5130238 อาจารยทปรกษา ผชวยศาสตราจารย ดร. รงสรรค ทองทา สาขาวชา วศวกรรมโทรคมนาคม ภาคการศกษาท 3/2554

บทคดยอ

ในปจจบนมยานพาหนะบนทองถนนเพมขนเปนจ านวนมากท าใหการจราจรตดขด ในการแกไขปญหาการจราจรตดขดนนสามารถท าไดหลายวธเชน การเพมชองทางการจราจรแตมกมขอจ ากดในเรองของพนท ดงนนจงตองแกไขปญหาดวยวธอน การตรวจวดยานพาหนะเพอใหทราบถงจ านวนของยานพาหนะทสญจรบนทองถนนเปนอกหนงวธทใชแกไขปญหาการจราจรตดขด โดยจะใชรวมกบสญญาณไฟจราจรอจฉรยะ ปจจบนการตรวจวดยานพาหนะบนทองถนนมหลายวธเชน ตรวจวดโดยใชกลอง แสงเลเซอร คลนแมเหลกไฟฟา ระดบเสยง ความสนสะเทอน RFID เปนตน ซงแตละวธกจะถกน ามาใชในวตถประสงคตางๆ อาทเชน ความเรว มลพษ ระดบเสยง ความรอน การตรวจจบการฝาฝนสญญาณไฟจราจร โครงงานวงจรก าเนดความถส าหรบการตรวจวดยานพาหนะเปนประยกตใชวงจรก าเนด

ความถเพอตรวจวดยานพาหนะบนทองถนนซงจะน าเอาลปเหนยวน า (Loop Detector) ทเปน

เสนลวดทองแดงมลกษณะเปนวงกลมทมรศม 1.5 เมตรไปตดตงไวใตพนถนนเพอเปนตวตรวจวด

ยานพาหนะ เมอมยานพาหนะมาผานหรอหยดบนลปเหนยวน าจะท าใหเกดการเหนยวน าขนเมอ

ความเหนยวน าในลปเหนยวน าเปลยนไปจะสงผลใหความถของวงจรก าเนดความถเปลยนไปดวย

และสามารถน าความถทไดจากวงจรก าเนดความถไปวเคราะหและตดสนใจวามหรอไมม

ยานพาหนะอยบนลปเหนยวน าโดยใชไมโครคอนโทรลเลอรในการนบความถ

ข

กตตกรรมประกาศ

ในโอกาสคณะผจดท าไดศกษาคนควาและจดท าโครงงานเรองวงจรก าเนดความถส าหรบตรวจวดยานพาหนะ โดยใชระยะเวลาในการศกษาและด าเนนการตงแตวนท 4 มกราคม พ.ศ. 2555 ถงวนท 11 เมษายน พ.ศ. 2555 สงผลใหคณะผจดท าไดรบความรใหมทเปนประโยชน และยงสงผลดไปถงสวนรวมเมออปกรณนสามารถน าไปใชประโยชนไดจรงในสถานการณปจจบน การจดท าโครงงานครงนส าเรจไดดวยดเนองมาจากการไดรบค าแนะน าทเปนประโยชน ความชวยเหลอ ความรวมมอ และการสนบสนนจากบคคลตางๆ ดงน 1. ผชวยศาสตราจารย ดร. รงสรรค ทองทา (อาจารยทปรกษา) 2. นายปญญา หนตลา (นกศกษาบญฑตศกษา สาขาวศวกรรม โทรคมนาคม) และทานอนๆทไมไดกลาวนามทกทานทเลงเหนถงประโยชน และความส าคญของการจดท าโครงงานโดยใหโอกาสคณะผจดท าไดศกษาคนควาอยางมระเบยบแบบแผนตามทฤษฎทเหมาะสม ใหค าแนะน าในหลายขนตอนของการด าเนนการศกษาคนควาดวยความเตมใจ คณะผจดท าใครขอขอบพระคณผทมสวนเกยวของทกทานไว ณ ทน

นายประสงค สวางกจ นายเกรกฤทธ ศรเคน นายตนตกร หอทอง

ค

สารบญ

เรอง หนา บทคดยอ ก กตตกรรมประกาศ ข สารบญ ค สารบญรปภาพ ฉ สารบญตาราง ฎ บทท 1 บทน า

1.1 ความเปนมา 1 1.2 วตถประสงค 1 1.3 หลกการและเหตผล 1 1.4 ขอบเขตการท างาน 2 1.5 ขนตอนการด าเนนการ 2 1.6 ประโยชนทคาดวาจะไดรบ 2

บทท 2 ทฤษฏทเกยวของ 2.1 วงจรก าเนดความถ 3 2.1.1 Harmonic Oscillator 3

1) Armstrong Oscillator 5 2) Hartley Oscillator 5 3) Colpitts Oscillator 6 4) Clapp Oscillator 7 5) Delay-line Oscillator 7 6) Pierce Oscillator 8 7) Phase-shift Oscillator 9 8) Wien Bridge Oscillator 10 9) Vackar Oscillator 11 10) Opto-electronic Oscillator (OEO) 11

ง

สารบญ (ตอ) เรอง หนา

2.1.2 Relaxation Oscillator 12 1) Multivibrator 13 2) Ring Oscillator 13

2.2 การตรวจวดยานพาหนะ 14 2.2.1 อปกรณตรวจวดการจราจรทตดตงอยบนหรอใตผวทาง 16

1) Pneumatic road tube 16 2) Inductive loop detectors 17 3) Magnetic sensors 19

2.2.2 อปกรณตรวจวดการจราจรทตดตงอยเหนอผวทาง 20 1) Video Image Processors 20 2) Microwave radar sensors 22 3) Active infrared sensors (laser sensors) 24 4) Passive infrared sensors 26 5) Ultrasonic sensors 27 6) Passive acoustic sensors 28

บทท 3 การออกแบบระบบ 3.1 วงจรก าเนดความถ (Oscillator) 31 3.2 ลปเหนยวน า (Loop Detector) 34 3.2.1 การหาคาความเหนยวน าของลปเหนยวน า 34

3.2.2 หมอแปลงไฟฟา 34 3.3 สวตซปรบความถ (Frequency Switch) 35

3.4 สวนทใชรองรบการท างานของไมโครคอนโทรลเลอร 37 3.4.1 สวตซปรบความไว 37

3.4.2 IDC Connector 38 3.5 การออกแบบระบบรวม 39

จ

สารบญ (ตอ)

เรอง หนา บทท 4 การทดสอบ 4.1 การทดสอบความถเรโซแนนซของหมอแปลง 41

4.1.1 ตอหมอแปลงเขากบอนพตและโหลด 41 4.1.2 วเคราะหผลจากแรงดนเอาทพต 42 4.1.3 ผลการทดสอบ 43

4.2 การทดสอบวงจรก าเนดความถในหองปฏบตการ 45 4.2.1 ทดสอบวงจรบอรดทดลองโดยใชสายไฟ 45

แทนลปเหนยวน า 4.2.2 ทดสอบบอรดวงจรก าเนดความถโดยใชตวเหนยวน า 46

แทนลปเหนยวน า 4.3 การทดสอบบอรดวงจรก าเนดความถทลปเหนยวน า 49 4.3.1 การทดสอบการเชอมตอกบบอรดไมโครคอนโทรลเลอร 49

และโปรแกรม Hyper Terminal 4.3.2 การทดสอบการตรวจวดยานพาหนะ 51

บทท 5 สรปผลการทดสอบและขอเสนอแนะ สรปผลการท างานและทดสอบ 56 ปญหาและอปสรรค 57 สงทไดรบจากการท าโครงงาน 57 ภาคผนวก 58 Datasheet 91 บรรณานกรม 93 ประวตผเขยน 94

ฉ

สารบญรปภาพ

รปภาพ หนา

รปท 2.1 แผนภาพบลอกของวงจร Harmonic Oscillator 4 รปท 2.2 วงจร Armstrong Oscillator 5 รปท 2.3 วงจร Hartley Oscillator 5 รปท 2.4 Early schematic of a Colpitts circuit, using a vacuum tube, 6

redrawn from the patent publication รปท 2.5 วงจร Clapp Oscillator 7 รปท 2.6 วงจร Pierce Oscillator 8 รปท 2.7 วงจร Phase-shift Oscillator 9 รปท 2.8 วงจร Wien Bridge Oscillator 10 รปท 2.9 วงจร Vackar Oscillator 11 รปท 2.10 วงจร Multivibrator 13 รปท 2.11 วงจร Ring Oscillator 13 รปท 2.12 การตรวจวดยานพาหนะโดยใช Micro Phone 14 รปท 2.13 การตรวจวดยานพาหนะโดยการกดทบของแผนเหลก 14 รปท 2.14 การตรวจวดยานพาหนะโดยอาศยเสยง 15 รปท 2.15 การตรวจวดยานพาหนะโดยใชทอลม 16 รปท 2.16 การตรวจวดยานพาหนะโดยใช Inductive loop 17 รปท 2.17 Inductive loop บนถนน 18 รปท 2.18 การตดตง Magnetic Sensors 19 รปท 2.19 การตรวจวดยานพาหนะโดยใช Video Image Processors 21 รปท 2.20 คลนแมเหลกไฟฟาทความถตางๆ 22 รปท 2.21 การตรวจวดยานพาหนะโดย Microwave radar sensors 23 รปท 2.22 การตรวจวดยานพาหนะโดยใช Active infrared sensors 24 รปท 2.23 การตรวจวดการจราจรแบบ Microwave Radar Sensors 24 รปท 2.24 เครองตววดจราจร แบบ Active Infrared Sensors 24 รปท 2.25 การตรวจวดยานพาหนะโดยใช Passive infrared sensors 26

ช

สารบญรปภาพ (ตอ)

รปภาพ หนา รปท 2.26 การตรวจวดยานพาหนะโดยใช Ultrasonic sensors 27 รปท 2.27 การตรวจวดยานพาหนะโดยใช Passive acoustic sensors 29 รปท 3.1 วงจรก าเนดความถ Colpitts Oscillator 32 รปท 3.2 ทดสอบวงจรดวยบอรดทดลอง 32 รปท 3.3 การตอลปเหนยวน ากบวงจรก าเนดความถโดยผานหมอแปลงไฟฟา 35 รปท 3.4 สวตชปรบความถ 36 รปท 3.5 วงจรสวตซปรบความไว 37 รปท 3.6 การเชอมตอระหวางบอรดวงจรก าเนดความถ และบอรดไมโครคอนโทรลเลอร 38 รปท 3.7 IDC Connector 38 รปท 3.8 ต าแหนงอปกรณบนบอรดวงจรก าเนดความถ 39 รปท 3.9 ลายวงจร 39 รปท 3.10 บอรดวงจรก าเนดความถ 40 รปท 4.1 การทดสอบหมอแปลง 41 รปท 4.2 การทดลองหมอแปลงดวยความถตางๆ 42 รปท 4.3 กราฟความถเรโซแนนซของหมอแปลง 1:3 43 รปท 4.4 กราฟความถเรโซแนนซของหมอแปลง 1:6 43 รปท 4.5 กราฟความถเรโซแนนซของ coil ตวท 1 (1:1) 44 รปท 4.6 กราฟความถเรโซแนนซของ coil ตวท 2 (1:1) 44 รปท 4.7 วงจรก าเนดความถและหมอแปลง 45 รปท 4.8 บอรดวงจรก าเนดความถและหมอแปลงบนบอรดทดลอง 45 รปท 4.9 วดความถโดยใช Oscilloscope 46 รปท 4.10 บอรดวงจรก าเนดความถ 47 รปท 4.11 ลปเหนยวน า (Loop Detector) 49 รปท 4.12 การตอบอรดวงจรก าเนดความถ กบบอรดไมโครคอนโทรลเลอร 50 รปท 4.13 การเชอมตอ Hyper Terminal 50

ซ

สารบญรปภาพ (ตอ)

รปภาพ หนา รปท 4.14 กราฟแสดงผลการตรวจวดยานพาหนะ 52

ประเภทรถยนตสวนบคคลทความถ 22.86 kHz รปท 4.15 กราฟแสดงผลการตรวจวดยานพาหนะ 52

ประเภทรถจกรยานยนตทความถ 22.86 kHz รปท 4.16 กราฟแสดงผลการตรวจวดยานพาหนะ 53

ประเภทรถยนตสวนบคคลทความถ 26.26 kHz รปท 4.17 กราฟแสดงผลการตรวจวดยานพาหนะ 53

ประเภทรถจกรยานยนตทความถ 26.26 kHz รปท 4.18 กราฟแสดงผลการตรวจวดยานพาหนะ 54

ประเภทรถยนตสวนบคคลทความถ 33.98 kHz รปท 4.19 กราฟแสดงผลการตรวจวดยานพาหนะ 54

ประเภทรถจกรยานยนตทความถ 33.98 kHz รปท 4.20 กราฟแสดงผลการตรวจวดยานพาหนะ 55

ประเภทรถยนตสวนบคคลทความถ 48.85 kHz รปท 4.21 กราฟแสดงผลการตรวจวดยานพาหนะ 55

ประเภทรถจกรยานยนตทความถ 48.85 kHz รปท 5.1 โปรแกรม Protel99SE 59 รปท 5.2 เรมใชงานโปรแกรม Protel99SE 59 รปท 5.3 หนาตาง New Design Database 60 รปท 5.4 ล าดบของไฟล 60 รปท 5.5 การเลอกเกบไฟล Design Database 61 รปท 5.6 แสดงการสรางไฟล Schematic 61 รปท 5.7 แสดงแมแบบใน Document 62 รปท 5.8 แสดงไฟล Sheet1.sch 63 รปท 5.9 แสดงอปกรณ 63 รปท 5.10 การ Browse Sch 64 รปท 5.11 ลกษณะและอปกรณของprotel99se 64

ฌ

สารบญรปภาพ (ตอ)

รปภาพ หนา

รปท 5.12 การคนหา Library 65 รปท 5.13 การเลอก Library 66 รปท 5.14 การตงคาหนากระดาษ 67 รปท 5.15 หนากระดาษทตงคา 67 รปท 5.16 การตงคาของอปกรณ 68 รปท 5.17 Schematic Library ของ Diode 69 รปท 5.18 การตงคา Foot Print 70 รปท 5.19 การวางอปกรณ 71 รปท 5.20 การตงคา Electrical Grid 71 รปท 5.21 การเดนเสนเชอมระหวางอปกรณ 72 รปท 5.22 การจดเรยงชออปกรณอตโนมต 73 รปท 5.23 หนาตาง Annotate 73 รปท 5.24 ชออปกรณทถกจดเปลยนใหม 74 รปท 5.25 อปกรณทถกตงชออตโนมต 74 รปท 5.26 การสรางSchematicทเสรจสมบรณ 75 รปท 5.27 เมน Update PCB 75 รปท 5.28 หนาตาง Update Design 76 รปท 5.29 ไฟล Pcb1.pcb 76 รปท 5.30 Foot Print ของ Schematic แตละตว 77 รปท 5.31 การตงคาเสนลายแผนพซบ 78 รปท 5.32 ลกษณะเสน 79 รปท 5.33 การเลอก KeepOutLayer 79 รปท 5.34 การจดอปกรณอตโนมต Auto Placement 80 รปท 5.35 การเลอกพนทการวางอปกรณ 81 รปท 5.36 การตงคาRule 81 รปท 5.37 ลกษณะ Rule 82 รปท 5.38 การตงคาระยะ Clearance 82

ญ

สารบญรปภาพ (ตอ)

รปภาพ หนา

รปท 5.39 Routing Layer 83 รปท 5.40 Width Constraint ใชในการตงคาขนาดของเสน 83 รปท 5.41 การตงคา Width Constraint 84 รปท 5.42 การตงคาของเสน 84 รปท 5.43 การ Auto Routing 85 รปท 5.44 การเดนเสนแบบ Auto Rout 86 รปท 5.45 เสนวงจรทสมบรณ 86 รปท 5.46 หนาตาง Polygon Plane 87 รปท 5.47 ลายวงจรทไม Remove Dead Copper และRemove Dead Copper 88 รปท 5.48 Track = 10mil Grid = 20 Mill 89 รปท 5.49 จดทจะสราง Polygon 90 รปท 5.50 ลายวงจรพซบ 90 รปท 5.51 วงจรระบบรวม 92

ฎ

สารบญตาราง

ตาราง หนา ตารางท 3.1 ผลการทดสอบเมอใชตวเหนยวน าแทนลปเหนยวน า 33 ตารางท 3.2 ผลการทดสอบเมอท าการปรบสวตช 37 ตารางท 4.1 แสดงสถานะของสวตซและความถทวดไดจาก Frequency Counter 48 ตารางท 4.2 ตารางแสดงผลการตรวจวดประเภทรถยนตสวนบคคล 51 ตารางท 4.3 ตารางแสดงผลการตรวจวดประเภทรถจกรยานยนต 51

1

บทท 1 บทน า

1.1 ความเปนมา ในปจจบนมยานพาหนะบนทองถนนเพมขนเปนจ านวนมากท าใหการจราจรตดขด ในการแกไขปญหาการจราจรตดขดนนสามารถเรมจากการตรวจวดยานพาหนะเพอทราบถงความหนาแนนของยานพาหนะบนทองถนน การตรวจวดยานพาหนะบนทองถนนนนมหลายวธ เชน ตรวจวดโดยใชกลอง แสงเลเซอร คลนแมเหลกไฟฟา ระดบเสยง ความสนสะเทอน RFID เปนตน ซงผจดท าไดเลอกการตรวจวดยานพาหนะโดยใชลปเหนยวน า และวงจรก าเนดความถเพอแกไขปญหาการจราจรตดขดบนทองถนน

1.2 วตถประสงค 1. เพอศกษาการสรางแผนวงจร PCB (Printed Circuit Board)

2. เพอศกษาการท างานของวงจรก าเนดความถ 3. เพอน าเอาวงจรก าเนดความถมาประยกตใชกบสญญาณไฟจราจร

4. เพอศกษาโปรแกรมส าหรบสรางลายของแผนวงจร PCB 5. เพอน าความรจากการศกษาภาคทฤษฎของวชาตางๆ ทไดศกษามาปฏบตและ

ประยกตใชเพอสรางแผนวงจรก าเนดความถและสามารถน าไปใชงานจรงได

1.3 หลกการและเหตผล ในการทเราตองการทราบจ านวนยานพาหนะในทองถนนนนเปนเรองทยากมากทจะทราบจ านวนยานพาหนะบนทองถนนซงเราไมสามารถใหคนไปนบยานพาหนะไดเนองจากยานพาหนะทวงบนทองถนนในปจจบนนนมจ านวนมาก ดงนนเราจงสรางวงจรก าเนดความถทใชส าหรบการตรวจวดยานพาหนะเพออ านวยความสะดวกในการนบยานพาหนะ หลกการของวงจรก าเนดความถส าหรบการตรวจวดยานพาหนะ คอ เราจะใชลปเหนยวน า(Loop Detector) ทเปนเสนลวดทองแดงมลกษณะเปนวงกลมทมรศม 1.5 เมตรเปนตวตรวจวดโดยใชหลกการการเหนยวน าของเสนลวด คอ เมอมยานพาหนะวงผานลปเหนยวน ากจะท าใหคาความเหนยวน าเปลยนไปตามคาความซาบซมของโลหะซงลปเหนยวน านจะตอเขากบวงจรก าเนดความถ

2

เมอคาความเหนยวน าเปลยนไปความถของวงจรก าเนดความถกจะเปลยนตามไปดวย จะเหนไดวาขณะทมรถผานกบขณะทไมมรถผานลปเหนยวน าความถจะมคาไมเทากน ดงนนเราจงน าผลของความถทเปลยนไปนไปวเคราะหควบคกบโปรแกรมนบความถในไมโครคอนโทรลเลอรตอไป

1.4 ขอบเขตการท างาน 1. วงจรไฟฟาสามารถก าเนดความถอยในชวง 20 – 100 kHz 2. วงจรสามารถก าเนดความถทตางกนระหวางมยานพาหนะและไมมยานพาหนะ 3. สามารถน าวงจรก าเนดความถมาใชกบสญญาณไฟจราจรจรงได

1.5 ขนตอนการด าเนนการ 1. ปรกษาอาจารยทปรกษาโครงงาน และด าเนนการเรองเอกสารตางๆ

2. ศกษา คนควาหาขอมลทคาดวาจะเปนประโยชนตอโครงงาน 3. สรางวงจรจ าลองเพอทดลองการใชงาน 4. สรางวงจรเพอใชงานจรง ทดลองกบสถานทจรง และแกไขสงทผดพลาด 5. สรปผลและจดท ารปเลมรายงาน

1.6 ประโยชนทคาดวาจะไดรบ 1. ไดเรยนรการใชงานโปรแกรม Protel99SE 2. ไดเรยนรการท างานของวงจรก าเนดความถ 3. ไดเรยนรอปกรณอเลกทรอนกสตางๆ 4. ไดเรยนรการสรางลายวงจร PCB 5. ไดเรยนรเทคนคในการสรางวงจรอเลกทรอนกส 6. ไดเรยนรการท างานเปนกลม และไดน าเอาความรทไดจากภาคทฤษฏมาประยกตใช ในการปฏบตจรง

3

บทท 2 ทฤษฎทเกยวของ

2.1 วงจรก าเนดความถ Electronic Oscillator คอ วงจรอเลกทรอนกสทสรางสญญาณอเลกทรอนกสแบบซ าๆ โดยจะเปนแบบ Sine Wave หรอ Square Wave โดยวงจรดงกลาวจะใช Device เปนจ านวนมาก ตวอยางทวไปของการสรางคลนดวย Oscillator คอการท า Signals Broadcast ดวยเครองสงวทยหรอเครองสงโทรทศน, สญญาณนาฬกาทใชในคอมพวเตอร และการสรางเสยงดวย Electronic Beepers Oscillator มกจะถกก าหนดลกษณะตามความถทมนสงออกมาในรปแบบ Output Signal เชน Audio Oscillator จะสรางความถในยาน Audio คอ 16 Hz ถง 20 kHz , RF Oscillator จะสรางความถในยาน Radio Frequency (RF) คอ 100 kHz ถง 100 GHz , Low-Frequency Oscillator (LFO) คอ Electronic Oscillator ทสรางความถทประมาณ 20 Hz ซงมกจะถกใชในการสงเคราะหเสยง เพอใหแตกตางจาก Audio Frequency Oscillator Oscillator ทถกดไซนส าหรบการสราง High-Power AC output จาก DC Supply เรยกวา Inverter ตอไปนจะเปนการกลาวถง Electronic Oscillator ตวหลกคอ Harmonic Oscillator และ Relaxation Oscillator

2.1.1 Harmonic Oscillator Harmonic Oscillator หรอ Linear Oscillator จะสราง Sinusoidal Output รปแบบปกต

ของ Harmonic Oscillator คอ Electronic Amplifier ทเชอมตออยใน Feedback Loop กบ Output ท

ปอนใหกน Input ผานทาง Frequency Selective Electronic Filter ทจาย Positive Feedback เมอ

สวตซแรกของ Power Supply to Amplifier ถกเปด Output ของ Amplifier จะมเพยง Noise เทานน

โดย Noise จะเคลอนตวอยรอบ Loop และจะถกกรองและท าการ Re-Amplified จนกวาจะเพมขน

คลายกบเปน Sine Wave

4

รปท 2.1 แผนภาพบลอกของวงจร Harmonic Oscillator

วงจร Harmonic Oscillator มมากมายในปจจบนยกตวอยางเชน Armstrong Oscillator

Hartley Oscillator Colpitts Oscillator Clapp Oscillator Delay line Oscillator Pierce Oscillator (crystal) Phase-shift Oscillator RC Oscillator (Wien Bridge and "Twin-T") Vackar Oscillator Opto-Electronic Oscillator

5

1) Armstrong Oscillator Armstrong Oscillator หรอ Meissner Oscillator ถกตงชอใหเปนเกยรตแกผคนพบ Edwin Armstrong ในบางครงถกเรยกวา Tickler Oscillator เพราะจ าเปนตองใช Tickler Coil วงจรนเปนรากฐานของ Regenerative Receiver ของคลนวทย AM ในขณะเดยวกน สายอากาศกใช Tickler Coil ท าให Feedback ลดลงอกดวย

รปท 2.2 วงจร Armstrong Oscillator

2) Hartley Oscillator

Hartley Oscillator คอ วงจร Electronic Oscillator ทใชส าหรบตวเหนยวน าและ

ตวเกบประจในลกษณะขนานเพอหาความถ ถกสรางขนในป ค.ศ. 1915 โดยวศวกรชาวอเมรกนชอ

Ralph Hartley จดเดนของวงจร Hartley คอ Feedback ทจ าเปนส าหรบ Oscillator จะน ามาจาก Tap

บน Coil หรอจดแยกระหวาง Coil สอง Coil ทตออนกรมกน

รปท 2.3 วงจร Hartley Oscillator

6

3) Colpitts Oscillator Colpitts Oscillator ถกสรางขนในป ค.ศ. 1920 โดยวศวกรชาวอเมรกนชอ Edwin H. Colpitts ซง Colpitts Oscillator นนจดเปนหนงในดไซนของวงจร Electronic Oscillator ทใชการผสมผสานระหวาง ตวเหนยวน า (L) และตวเกบประจ (C) ส าหรบการหาผลของความถ ดงนนมนจงถกเรยกวา LC Oscillator คณลกษณะทแตกตางของวงจร Colpitts คอสญญาณ Feedback ทรบมาจาก Voltage Divider ทสรางจากตวเกบประจทตอขนานกนสองตว และอกหนงขอไดเปรยบของวงจรนคอ ความเรยบงายของรวงจรซงมนใชตวเหนยวน าเพยงตวเดยว

รปท 2.4 Early schematic of a Colpitts circuit, using a vacuum tube, redrawn from the patent publication.

7

4) Clapp Oscillator Clapp Oscillator เปนอกหนง Electronic Oscillator ทแตกตางออกไปเพราะถกสรางจาก Transistor (หรอ Vacuum Tube) และเครอขายแบบ Positive Feedback ดวยการผสมผสานระหวาง ตวเหนยวน า (L) กบ ตวเกบประจ (C) ส าหรบการหาผลของความถ ดงนนมนจงถกเรยกวา LC Oscillator

รปท 2.5 วงจร Clapp Oscillator

5) Delay-line Oscillator Delay-line Oscillator คอรปแบบของ Electronic Oscillator ทใช Delay-line เปนองคประกอบหลกของการก าหนดเวลา วงจรทถกตงใหมการกวดแกวงโดยการ Invert คา Output ของ Delay-line และการปอนสญญาณกลบไปท Input ของ Delay-line กบการขยายทเหมาะสม ดวยความสะดวกทสดของ Delay-line Oscillator เมอไดรบการออกแบบทถกตอง มนจะ Oscillate ดวยระยะเวลาทแนนอนสองครงในชวง Delay ของ Delay-line Output เพมเตมทมความสมพนธกบความถกบ Output หลก แตจะแปรผนไปตาม Phase ไดตองใช Taps เพมเตมทไดจาก Delay-line

8

6) Pierce Oscillator Pierce Oscillator คอประเภทหนงของ Electronic Oscillator เฉพาะทเหมาะสมกบการใชในวงจร Piezoelectric Crystal Oscillator มนไดถกตงชอตามผประดษฐ George W. Pierce Pierce oscillator คอสงทไดมาจาก Colpitts oscillator เกอบทงหมดของ Digital IC Clock Oscillator คอ Pierce type เปนวงจรทสามารถท างานไดโดยใชสวนประกอบขนต าคอ Digital Inverter 1 ตว, ตวตานทาน 2 ตว, ตวเกบประจ 2 ตว และ Quartz Crystal ซงท าหนาทเปนองคประกอบของ Highly Selective Filter ดวยตนทนการผลตทต าจากวงจรน และเสถยรภาพของความถทโดดเดนของ Quartz Crystal ท าใหมนเปนขอไดเปรยบในดานการน าไปใชงานในหลายรปแบบ

รปท 2.6 วงจร Pierce Oscillator

9

7) Phase-shift Oscillator Phase-Shift Oscillator คอวงจร Electronic Oscillator อยางงาย ซงประกอบดวย Inverting Amplifier Element เชน Transistor หรอ Op-amp กบ Output ทไดปอนกบไปท Input ผานทาง Filter ซงประกอบดวย network ของตวตานทาน (R) และตวเกบประจ (C) Feedback Network จะท าการ Shift เฟสของ Amplifier Output ไป 180 องศาทความถ Oscillation และให Positive Feedback โดย Phase Shift Oscillator นนสวนใหญจะใชทความถต า และมกจะอยในระยะของ Audio Frequency ของ Audio Oscillator

รปท 2.7 วงจร Phase-shift Oscillator

10

8) Wien Bridge Oscillator Wien Bridge Oscillator คอประเภทของ Electronic Oscillator ทท าการสราง Sine Wave มนสามารถสรางระยะของความถทกวางมาก โดยทวไป Oscillator จะอยในฐานของ bridge circuit ซงถกพฒนาโดย Max Wien ในป ค.ศ. 1891โดย bridge ประกอบดวย ตวตานทาน 4 ตวและตวเกบประจ 2 ตว Oscillator สามารถมองวาเปน Positive gain Amplifier ผสมกบ Bandpass Filter โดยมนจะจาย Positive Feedback

รปท 2.8 วงจร Wien Bridge Oscillator

11

9) Vackar Oscillator Vackar Oscillator เปนรปแบบของแบบวงจรจ าลองการแยกความจ มนคลายกบ Colpitts oscillator หรอ Clapp Oscillator มนมความแตกตางกนในระดบของ Output ทคอนขางเสถยรในดานความถ และยงม Bandwidth ทกวาง เมอเทยบกบ Clapp Design

รปท 2.9 วงจร Vackar Oscillator

10) Opto-electronic Oscillator (OEO) Opto-electronic Oscillator (OEO) คอวงจร Optoelectronic ทสราง Electonic Sine Wave แบบซ าๆ และ Modulate แสง คลนอยางต าเนอง โดย Opto-electronic Oscillator อยบนฐานของการแปลงพลงงานแสงจาก Pump Laser ถง Radio Frequency (RF) และคลน Microwave OEO มลกษณะเฉพาะตวคอม Quality Factor ทสงมากและยงมความเสถยรเชนเดยวกบลกษณะการท างานอนๆทไมไดประสบความส าเรจไดอยางงายดายดวย Electronic Oscillator นอกยงนมนยงมเอกลกษณดวยการใช Electro-Optical (E/O) และสวนประกอบ Photonic โดยลกษณะทวไปทมคณภาพสง ความเรวสง และการกระจายตวทต าในยานความถไมโครเวฟ

12

2.1.2 Relaxation Oscillator Relaxation Oscillator จะท าการสราง Non-Sinusoidal Output ทมรปแบบของคลนเปนเปนสเหลยม, Sawtooth หรอแบบสามเหลยม มนมรปแบบการจดเกบพลงงาน (คอมตวเกบประจ และตวเหนยวน าเพยงเลกนอย) และ Non-Linear Trigger Circuit (คอสลก, Schmitt Trigger หรอ Negative Resistance Element) ซงคอระยะของการ Charges และ Discharges พลงงานทอยเกบไวใน Storage Element จงกอใหเกดการเปลยนแปลงอยางเฉยบพลนในสญญาณ Output Square-wave Relaxation Oscillators ถกใชในการจากสญญาณ Clock ส าหรบวงจรแบบ Sequential Logic เหมอนกบ Timers และ Counter ถงแมวา Crystal Oscillators มกจะถกใชในดานความเสถยรของมน Triangle wave Oscillator และ Sawtooth Oscillator กถกใชในวงจรแบบ Timebase ทใชในการสรางสญญาณการหกเหแนว Horizontal ส าหรบ Cathode Ray Tubes ใน Analogue Oscilloscopes และ ชดโทรทศน ใน Function Generator สญญาณคลนแบบสามเหลยมอาจจะมรปทรงคลายกบ Sine Wave Ring Oscillators ถกสรางจากขนตอน Ring of active delay โดยทวไปวงแหวนนนจะเปนเลขคในขนตอน Inverting มนท าใหไมเกดความเสถยรเพยงครงเดยวในแรงดนไฟฟาของวงแหวนรอบนอก ซงประเภทของวงจร Relaxation Oscillator ประกอบดวย Multivibrator Ring Oscillator

13

1) Multivibrator Multivibrator คอวงจรอเลกทรอนกสทใชส าหรบการใชงานแบบสองระบบเชนเดยวกบ Oscillator, Timer และ Flip-Flops มนมลกษณะเฉพาะดวยอปกรณขยาย 2 ตว (ทรานซสเตอร, หลอดอเลกทรอนหรออปกรณอน) ตอขามคกบตวตานทานหรอตวเกบประจ ชอ Multivibrator นนแตเดมถกประยกตมาจากวงจรของรน the Free-Running Oscillator เพราะรปแบบของคลน Output

รปท 2.10 วงจร Multivibrator

2) Ring Oscillator Ring Oscillator เปนอปกรณทประกอบดวยเลขคส าหรบ NOT gate และ Output ทมการออสซลเลตระหวางสองระดบแรงดน คอ True และ False โดย NOT gate หรอ Inverter จะถกตอกนไปเรอยแบบลกโซ Output ของ Inverter ตวทายจะถกปอนกลบไปยงตวแรกเสมอ

รปท 2.11 วงจร Ring Oscillator

14

2.2 การตรวจวดยานพาหนะ อปกรณตรวจวดการจราจร (Traffic flow sensors) คออปกรณทใชในการตรวจวดการมอย (presence) หรอการผาน (passage) ของยวดยาน ณ บรเวณจดส ารวจใหขอมลทใชในการจดการจราจรและขอมลทใชในการวางแผน พฒนาการของเทคโนโลยตรวจวดการจราจร ค.ศ. 1928 Horn-activated traffic signal (developed by Charles Adler,Jr.) เปนเครองมอวดปรมาณรถโดยอาศยการตดตง Micro Phone

รปท 2.12 การตรวจวดยานพาหนะโดยใช Micro Phone

ค.ศ. 1928 In-roadway pressure sensitive sensor (developed by Henry A. Haugh) เปนเครองมอวดปรมาณรถโดยอาศยกระแสไฟฟาทไดจากแรงกดทบของแผนเหลกทตดตงไวใตผวถนน

รปท 2.13 การตรวจวดยานพาหนะโดยการกดทบของแผนเหลก

ค.ศ. 1930 In-roadway pressure sensitive sensor (developed by Charles Adler,Jr.)) เปนเครองมอวดปรมาณรถโดยอาศยเสยงซงไดมาจากการตดตงเครองวดเสยงทตดตงไวใตผวถนน

15

รปท 2.14 การตรวจวดยานพาหนะโดยอาศยเสยง

ซง In-roadway pressure sensitive sensor ไดรบความนยมมากแตกยงมปญหาซงสรปไดดงน

1. อปกรณมราคาแพง 2. ตองตดตงอปกรณใหมหากมการปรบปรงผวถนน 3. ความเสยหายเนองจากรถกวาดหมะ

2.2.1 อปกรณตรวจวดการจราจรทตดตงอยบนหรอใตผวทาง (In-roadway sensors) 1) Pneumatic road tube เรมใชตงแตป 1920s เปนเครองตรวจวดการจราจรทตดตงโดยอาศยทอยางเพอตรวจวด หลกการท างาน น าหนกรถกดทบทอลมเปนเครองตรวจวดการจราจรทตดตงบนผวทางวางขวางชองทางเดนรถเคลอนทอาศยน าหนกรถกดทบทอลมซงท าดวยยางแลวเกดแรงดนกระจายไปในแนวทอยางโดยปลายดานหนงของทอยางปดตนและอกดานตอเขากบอปกรณระบบไฟฟาซงท างานดวยแรงดนทเปลยนแปลงในเรอทอท าใหทราบจ านวนการกดทบและวงผานทอลมซงสามารถจดเกบขอมลไดดงน -ปรมาณจราจร -ความเรวรถ -แยกประเภทรถโดยใชจ านวนเพลาและระยะหางระหวางเพลา, เวลาหาง ระหวางรถ (Gap)

16

การตดตง Pneumatic road tube -เลอกต าแหนงทตองการตดตง -ตดตง End plug เพอกนน าหรอฝ นเขา -ยดปลายดานหนงของทอลมใหแนนกบพนถนน -ตดทอลมกบผวถนนดวยเทปกาวแอสฟลท -วดระยะเพอตดตงทอลมอกเสน (ถาม)

-ตดปลายทออกดานเขากบเครองนบและถาท าการตดตงTwo-pneumatic road tubes connected together จะชวยลดขอผดพลาดจากการวดระยะ- หางระหวางทอลมขณะตดตง

รปท 2.15 การตรวจวดยานพาหนะโดยใชทอลม

ขอด-ขอเสย

1. ขอด -ใชงานงาย -ราคาถก

2. ขอเสย -ทอลมช ารดไดงายถามปรมาณการจราจรสง

-การตดตงเหมาะสมกบการตดตงแบบชวคราวและเปนบรเวณท ไมซบซอน

-การตดตงตองปดการจราจรถงจะท าการตดตงได

17

2) Inductive loop detectors เรมใชตงแตป 1960s เปนเครองมอส าหรบจดการจราจรทตรวจวดการเปลยนแปลงของสนามแมเหลกไฟฟา

หลกการท างาน เปลยนแปลงคาความตานทานการเหนยวน าของกระแสไฟฟาในขดลวด เหนยวน า

รปท 2.16 การตรวจวดยานพาหนะโดยใช Inductive loop

ซงประเภทของ Inductive loop detectors มดงน

-Saw cut loops เปนการกดพนผวของถนนแลวท าการฝงสาย Loop ซงม วธการตดตง Saw-cut loops ดงน

1. วาง layout ของ loop บนผวถนน 2. กดผวถนน 3. ตดตงสาย Loop 4. ปด Loop ดวย Sealant

-Trenched-in loops เปนการวางสาย Loop กอนการท าถนน -Pre-formed loops เปนการท าสาย Loop ส าเรจรปแลวน ามาวางบนพนถนน แลวน าเทปกาวตดเพอยดสาย Loop ไวบนถนนซงมขอเสยคอจะไมมนคงแต จะมขอดตรงทสามารถเคลอนยายงายเมอตองการน าไปตดตง

18

รปท 2.17 Inductive loop บนถนน

หมายเหตตวอยาง Layout ของ Loop detectors ตางๆเชนรปวงกลม, รป

สเหลยม, รปหกเหลยมเปนตน เครองตรวจวดสามารถจดเกบขอมลไดดงน

- ปรมาณจราจร - ความเรวรถ - การมรถบรเวณนน (Presence) - ระยะเวลาครอบครอง (Occupancy) - ระยะหางของรถแตละคน (Gap) - Headway - แยกประเภทรถโดยใช vehicle signature

ขอด-ขอเสย 1. ขอด

- เปนเทคโนโลยทมการพฒนามานานมคนใชเยอะ - ใหขอมลการนบรถทถกตองทสด - สามารถน าไปประยกตใชกบงานไดหลายรปแบบ - ไมไวตอสภาพอากาศทเปลยนแปลงใชงานงาย

2. ขอเสย - การตดตงจ าเปนตองมการกดผวทาง - การตดตงทไมดท าใหผวทางมอายการใชงานสนลง - ตองมการปดการจราจรขณะตดตงและซอมแซม - ในแตละจดตองใช loop หลายตวในการตรวจวดการจราจร - น าหนกกดทบและอณหภมสงผลตอ loop ทฝงไว

19

3) Magnetic sensors หลกการท างาน การเปลยนแปลงของสนามแมเหลกโลกซงประเภทของ Magnetic sensors ม

ดงน - Two-axis fluxgate magnetometer - Induction or search coil magnetometer

เครองตรวจวดสามารถจดเกบขอมลไดดงน - ปรมาณจราจร - ความเรวรถ - การมรถบรเวณนน (Presence) - ระยะเวลาครอบครอง (Occupancy) - แยกประเภทรถโดยใช vehicle magnetic signature

การตดตง Magnetic Sensors เจาะรปบนผวถนนความลกประมาณ 5 cm แลวน า Portable magnetic sensor

วางไวแลวน าแผนยางปดบรเวณดงกลาวโดยใชตะปตอกเพอยดแผนยางไมไดแผนยางเปดวธนงายตอการตดตง

รปท 2.18 การตดตง Magnetic Sensors

20

ขอด-ขอเสย Two-axis fluxgate magnetometer 1. ขอด

- สามารถใชในบรเวณทไมสามารถตดตง loop ได - ไมไวตอสภาพอากาศ - ผลจากแรงกดทบจากปรมาณจราจรมนอยกวา loop

2. ขอเสย

- การตดตงจ าเปนตองมการกดผวทางหรอเจาะเปนชองใตผวทาง - ไมสามารถตรวจจบรถทจอดนงอยกบทไดหากไมมการวาง layout ของอปกรณตรวจวดแบบพเศษและใช software เสรม

2.2.2 อปกรณตรวจวดการจราจรทตดตงอยเหนอผวทาง (Over-roadway sensors)

1) Video Image Processors เรมใชตงแตป 1970s

หลกการท างาน วเคราะหภาพจาก video frames เครองตรวจวดสามารถใหขอมลไดดงน

- ปรมาณจราจร - ความเรวรถ - การมรถบรเวณนน (Presence) - ระยะเวลาครอบครอง (Occupancy) - ระยะหางของรถแตละคน (Gap) - Headway - แยกประเภทรถโดยใชความยาว - ความหนาแนนของปรมาณรถ - ความยาวของแถวรถทตดอยบนทองถนน

21

รปท 2.19 การตรวจวดยานพาหนะโดยใช Video Image Processors

ขอด-ขอเสย

1. ขอด - สามารถตรวจวดไดหลายชองจราจรพรอมๆกน - งายในการเพมพนทตรวจวด - ใหขอมลจราจรหลายอยาง - สามารถตรวจวดไดในบรเวณกวางเมอมการเชอมขอมลระหวางกลอง

2. ขอเสย - ตองมการปดชองจราจรหากตดตงกงกลางถนน - ตองมการท าความสะอาดเลนสตามระยะเวลา - สภาพอากาศและความสนสะเทอนมผลตอประสทธภาพของ กลอง - ตองมไฟสองสวางทเพยงพอในเวลากลางคน - ตองตดตงกลองจากมมสง - จะคมคากตอเมอมการตรวจวดหลายพนทพรอมกนในกลองเดยวหรอ ตองการขอมลบางอยางเปนพเศษ

22

2) Microwave radar sensors คลนไมโครเวฟ (Microwaves) เปนคลนแมเหลกไฟฟาทมความถอยในชวง

300 MHz คลนไมโครเวฟไดถกน ามาประยกตใชในอปกรณตางๆเชนเตาไมโครเวฟโทรศพทมอถอรวมถงเครองมอในการตรวจวดการจราจร

รปท 2.20 คลนแมเหลกไฟฟาทความถตางๆ

เครองมอตรวจวดการจราจรแบบ Microwave Radar Sensors ม 2 ประเภทคอ

1. แบบ Doppler Microwave 2. แบบ Frequency – modulated continuous wave

หลกการท างาน เครองตรวจวดจะสงสญญาณและสะทอนกลบของคลน Microwave ออกมา

เพอตรวจจบรถยนตทวงผานแนวสญญาณเครองตรวจวดประมวลผลออกมาเปนขอมลดงน - ปรมาณจราจร - ความเรวรถ - การมรถบรเวณนน (Presence) - ระยะเวลาครอบครอง (Occupancy) - ระยะหางของรถแตละคน (Gap) - Headway - ประเภทรถยนตจ าแนกตามความยาวรถแตละคน

23

รปท 2.21 การตรวจวดยานพาหนะโดย Microwave radar sensors

ขอด-ขอเสย

1. ขอด - ไมไวตอสภาพอากาศส าหรบการใชงานตรวจจบในชวงสน - สามารถวดความเรวไดโดยตรง - สามารถใชตรวจวดการจราจรไดหลายชองทางในเวลาเดยวกน

2. ขอเสย

- Continuous Wave Doppler Sensors ไมสามารถตรวจวดรถท จอดนงอยกบท

24

3) Active infrared sensors (laser sensors) คลนอนฟราเรด (Infrared) เปนคลนแมเหลกไฟฟาทมความถอยในชวง1011

Hz –1014 Hz ซงมความถสงกวาคลนไมโครเวฟเครองตรวจวดการจราจรแบบ ActiveInfrared Sensors

รปท 2.22 การตรวจวดยานพาหนะโดยใช Active infrared sensors

เครองตรวจวดการจราจรแบบ Active Infrared Sensors มลกษณะการท างานคลายๆกบการท างานของเครองตรวจวดการจราจรแบบ Microwave Radar Sensors คอมการปลอยคลนอนฟราเรดออกมาเพอตรวจจบรถยนตทวงผานแนวสญญาณดงรป

Active Infrared Sensors

รปท 2.23 การตรวจวดการจราจรแบบ Microwave Radar Sensors

รปท 2.24 เครองตววดจราจร แบบ Active Infrared Sensors

25

หลกการท างาน เปนอปกรณล าแสง 2 ชดกวาดผานชองจราจรทจะท าการตรวจวดแลวอปกรณ

ตรวจจบพลงงานแสงทเกดการกระจายเมอยานพาหนะเคลอนทผานแลวแปรสญญาณสงผานอปกรณประมวลผลซงเครองตรวจวดสามารถจดเกบขอมลไดดงน

- ปรมาณการจราจร - ความเรวรถ - การมรถบรเวณนน (Presence) - ประเภทรถยนตจ าแนกตามความยาวรถแตละคน

ขอด-ขอเสย

1. ขอด - สญญาณทสงออกมามหลายล าท าใหสามารถตรวจจบต าแหนงรถความเรวและประเภทของไดอยางแมนย าสง - สามารถใชตรวจวดการจราจรไดหลายชองทางในเวลาเดยวกน

2. ขอเสย - ประสทธภาพในการท างานลดหากมหมอกหรอมหมะตก - ตองมระยะเวลาในการท าความสะอาดเลนสเปนประจ า - ตองมการปดชองการจราจรเพอท าการตดตง

26

4) Passive infrared sensors หลกการท างาน

เปนเครองมอวดการจราจรตรวจจบพลงงานทสะทอนจากวตถเขาสตวกลองทเกดจากวตถทเคลอนทผานหรอวตถทอยในบรเวณพนทตรวจวดเชนผวจราจรรถยนตและพลงงานทเกดจากบรรยากาศบรเวณนนสะทอนผานวตถทเคลอนทเครองมอจะตรวจจบการเปลยนแปลงของInfrared Spectrum แปรขอมลสงผานเครองประมวลผล

รปท 2.25 การตรวจวดยานพาหนะโดยใช Passive infrared sensors

ซงประเภทของ Passive infrared sensors มดงน

- Non-imaging - Imaging

เครองตรวจวดสามารถใหขอมลไดดงน - ปรมาณจราจร - ความเรวรถ - การมรถบรเวณนน (Presence) - แยกประเภทรถโดยใชความยาว - ความยาวของแถวรถทตดอยบนทองถนน

27

ขอด-ขอเสย 1. ขอด

- ระบบตรวจวดแบบหลายพนทใชวดความเรว 2. ขอเสย

- ประสทธภาพลดลงชวงฝนตกหมะตกหมอกลง - บางรนไมสามารถตรวจวดการมรถในบรเวณทก าหนดได

5) Ultrasonic sensors

เรมใชตงแตป 1950s เปนเครองมอตรวจวดการจราจรทใชการสงสญญาณเสยงในระดบความถชวง 25-50 KHz ใชตรวจจบการสะทอนกลบของคลนเสยง

หลกการท างาน เปนการสงสญญาณเสยงในระดบความถดงทกลาวมาโดยวดระยะเวลาในการ

สงสญญาณจนถงระยะเวลานเสยงสะทอนกลบมาซงจะสามารถแสดงผลเปนระยะหางระหวางรถกบสญญาณเครองตรวจวดสามารถใหขอมลไดดงน

- ปรมาณจราจร - ความเรวรถ - การมรถบรเวณนน (Presence) - แยกประเภทรถโดยใชความยาว

รปท 2.26 การตรวจวดยานพาหนะโดยใช Ultrasonic sensors

28

ขอด-ขอเสย 1. ขอด

- ตรวจวดไดหลายชองจราจรพรอมๆกน - สามารถตรวจวดรถทมความสงเกนก าหนดได - ใชงานแพรหลายในประเทศญปน

2. ขอเสย - อณหภมและลมมผลตอประสทธภาพ - คลนชวงกวางสงผลตอความถกตองในการวด occupancy บน

freeway

6) Passive acoustic sensors เปนเครองมอตรวจวดการจราจรทใชพลงงานเสยง หลกการท างาน ท างานโดยไมตองมการสงสญญาณเสยงออกไปแตจะตองอาศยการตรวจจบ

เสยงทเกดขนจากยานพาหนะทเคลอนทผานเชนเสยงเครองยนตเสยงลอรถเมอมเสยงเกดขนในพนทการตรวจวดซงจะสามารถจ ากดเปนชองทางจราจรไดโดยเสยงทเกดนอกเขตพนทตรวจวดจะไมสงผลตออปกรณการวดจากระดบเสยงทตรวจวดไดจะถกแปรสญญาณโดยเครองประมวลผลไดขอมลดงน

- ปรมาณจราจร - ความเรวรถ - การมรถบรเวณนน (Presence) - การผานของรถบรเวณนน (Passage)

29

รปท 2.27 การตรวจวดยานพาหนะโดยใช Passive acoustic sensors

ขอด-ขอเสย 1. ขอด

- เปนเทคโนโลยแบบ passive - ไมไวตอสภาพฝน - บางรนสามารถใชตรวจวดไดหลายชองจราจรพรอมๆกน

2. ขอเสย - ความถกตองของการนบรถลดลงทอณหภมต า - บางรนไมเหมาะกบสภาพการจราจรตดขด

30

เทคโนโลยการตรวจวดการจราจรทใชในประเทศไทย 1. Inductive loop detector: ทล, กทม, สนข 2. Video image processor: ทล, สนข, กทพ, ทช 3. Magnetic sensor: ทล 4. Microwave radar: สนข (ระหวางด าเนนการ) 5. Ultrasonic sensor: สตช (ระหวางด าเนนการ)

31

บทท 3 การออกแบบระบบ

โครงงานวงจรก าเนดความถส าหรบการตรวจวดยานพาหนะเปนการน าเอาวงจรก าเนดความถมาประยกตใชในการตรวจวดยานพาหนะทบรเวณจดทสนใจ โดยการน าเอาลปเหนยวน า (Loop Detector) ไปตดตงไวทใตพนถนน เมอมยานพาหนะมาหยดรอสญญาณไฟจราจรบนลปเหนยวน าจะท าใหความเหนยวน าของลปเหนยวน าเปลยนไป สงผลใหความถทไดจากวงจรก าเนดความถเปลยนไปและน าความถตางๆ ไปวเคราะหโดยการใชไมโครคอนโทรลเลอรตอไป โดยจะการแบงการออกแบบเปน 4 สวนดงน 1. วงจรก าเนดความถ

2. ลปเหนยวน า 3. สวตชปรบความถ 4. สวนทใชรองรบการท างานของไมโครคอนโทรลเลอร

3.1 วงจรก าเนดความถ (Oscillator) วงจรก าเนดความถท าหนาทสรางสญญาณความถเพอน าความถไปใชส าหรบการตรวจวดยานพาหนะ วงจรก าเนดความถทน ามาใชในโครงงานนเปนวงจรชนด Colpitts Oscillator เปนวงจรทใหสญญาณความถทต า วงจรก าเนดความถสามารถก าเนดความถอยระหวาง 20 - 100 kHz และสามารถตรวจวดยานพาหนะโดยมความแตกตางของความถระหวางสถานะ คอ มหรอไมม ยานพาหนะมาหยดบนลปเหนยวน าประมาณ 0.5 - 3.3 เปอรเซนต และสามารถปรบความถของวงจรได 4 ระดบ

32

รปท 3.1 วงจรก าเนดความถ

วงจรก าเนดความถนสามารถหาความถไดจากสมการ

F =

√

โดยท F คอ ความถ L คอ ตวเหนยวน าในวงจร (L1) C คอ ตวเกบประจในวงจร (C1) ตอมาไดทดลองท าวงจรก าเนดความถลงใสในบอรดทดลองดงรป

รปท 3.2 ทดสอบวงจรดวยบอรดทดลอง

33

เมอทดสอบวงก าเนดความถดวยบอรดทดลอง จะไดผลการทดสอบดงตารางตอไปน

ตารางท 3.1 ผลการทดสอบเมอใชตวเหนยวน าแทนลปเหนยวน า

L1 (µH) C1 (µF) ความถท วดได (kHz)

ความถจากการ ค านวณ (kHz)

%error

100 1 16 15.92 8 100 10 6 5.03 16.16

จากผลการทดลองพบวา เมอเพม C จะเหนวา F จะลดลง ซงสอดคลองกบสมการ นนคอ

√

เมอความถสงวงจรจะไมสามารถใชสมการนได แตไมสงผลกระทบตอโครงงานเพราะความถทเราตองการ คอ ชวง 20-100 kHz ดงนนวงจรนจงสามารถใชในการสรางความถได

34

3.2 ลปเหนยวน า (Loop Detector) ลปเหนยวน าจะท าหนาทเปนอนพตของวงจรก าเนดความถ มลกษณะเปนเสนลวดวงกลมซงมเสนผานศนยกลางประมาณ 1.5 เมตร ถกน าไปไวทใตถนนหรอบรเวณททดสอบ โดยในหวขอนจะแบงการออกแบบออกเปนสองสวน ดงน 3.2.1 การหาคาความเหนยวน าของลปเหนยวน า เพอใหไดความถทตองการจงตองทราบคาความเหนยวน าของลปเหนยวน า จากสมการ

F =

√

โดยจะเลอกใชตวเกบประจขนาด 1 µF (C1) และตวเหนยวน าขนาด 100 µH (L1) ซงตวเหนยวน าขนาด 100 µH (L1) นจะตอขนานกบลปเหนยวน า เมอท าการแกสมการแลว ความถทวดไดจะมคาเทากบ 21.6 kHz (F) ดงนนจะสามารถทราบคาความเหนยวน าทงหมดได คอ

Lรวม = (

√ )

แกสมการได Lรวม = 54.34 µH จะทราบความเหนยวน าของลปเหนยวน าไดจาก Lรวม = Loop // 100 µH

ดงนนคาความเหนยวน าของลปเหนยวน าจะมคาเทากบ 119.03 µH 3.2.2 หมอแปลงไฟฟา ลปเหนยวน าทถกตดตงไวใตถนนท าหนาทเปนอนพตของวงจร มลกษณะเปนโลหะชนดหนงเมอถกวางไวในทกลางแจงอยางเชน ถนนจะกลายเปนสายลอฟาไดเชนกนและถาเกดฟาผาทลปเหนยวน าจะสงผลท าใหบอรดวงจรพงเสยหายได เพราะลปเหนยวน ามการเชอมตอเขากบบอรดวงจรก าเนดความถโดยตรง จงไดออกแบบใหลปเหนยวน าและบอรดวงจรไมมการเชอมตอกนโดยใชหมอแปลงไฟฟา

35

รปท 3.3 การตอลปเหนยวน ากบวงจรก าเนดความถโดยผานหมอแปลงไฟฟา

หมอแปลงไฟฟาทดานปฐมภมจะตอกบลปเหนยวน าและดานทตยภมจะตอกบวงจรก าเนดความถ เมอมยานพาหนะมาผานหรอหยดบนลปเหนยวน าจะท าใหขดลวดของหมอแปลงดานปฐมภมเหนยวน าขดลวดของหมอแปลงดานทตยภม ท าใหความเหนยวน าของวงจรเปลยนสงผลใหความถของวงจรก าเนดความถเปลยนไป

หมอแปลงไฟฟาทใชเกดจากการพนเสนลวดรอบแกนเฟอรไรท โดยจะพนรอบดานปฐมภม 100 รอบ และดานทตยภม 100 รอบ นนคอ หมอแปลงจะมอตราสวนเปน 1:1 เพอทจะใหการเปลยนแปลงเกดขนดานทตยภม (ดานวงจรก าเนดความถ) มการเปลยนแปลงเชนเดยวกนกบดานปฐมภม (ดานลปเหนยวน า) เสมอนวาลปเหนยวน าไดตอกบวงจรก าเนดความถโดยตรง 3.3 สวตชปรบความถ (Frequency Switch) สวตชปรบความถนไดออกแบบมาเพอใชส าหรบเลอกความถทเหมาะสมใหกบวงจรก าเนดความถ เนองจากบรเวณทตรวจวดยานพาหนะอาจจะมลปเหนยวน าหลายลป ท าใหเกดการรบกวนจากลปเหนยวน าขางเคยงและความเหนยวน าของแตละลปจะไมเทากน ดงนนจงไดออกแบบสวตชปรบความถเพอใหไดความถในชวง 20-100 kHz และไมรบกวนตอลปเหนยวน าทอยขางเคยง

36

เมอทราบคาความเหนยวน าของลปเหนยวน าแลว จะท าการหาคาตวเกบประจภายในวงจรเพอใหไดความถประมาณ 50 kHz จากสมการ

F =

√

คาความเหนยวน าของลปเหนยวน ามคาเทากบ 119.03 µH ดงนนจะสามารถทราบคาตวเกบประจได คอ

C = (

√ )

เมอแกสมการแลวจะไดคาตวเกบประจเทากบ 0.085 µF จงเลอกใชตวเกบประจ(C1) ขนาด 0.1 µF ในวงจรก าเนดความถ หลกการทใชในการปรบเลอกความถจะใชการเปลยนแปลงคาตวเกบประจภายในวงจรก าเนดความถ เมอคาของตวเกบประจเปลยนไปจะสงผลใหความถทไดจากวงจรก าเนดความถเปลยนไปดวยเชนกน

รปท 3.4 สวตชปรบความถ

จากรปจะเหนวา ตวเกบประจทอยกบวงจรมขนาด 0.1 µF ท าใหวงจรก าเนดความถไดเพยงความถเดยว แตเมอเพมตวเกบประจขนาด 0.1 µF และ 0.2 µF เขาไปในวงจรก าเนดความถโดยการตอแบบขนานกบตวเกบประจในวงจร โดยควบคมการ ปด-เปด วงจรดวยสวตชสองตว เมอท าการปรบสวตชดงกลาวจะไดผลดงตารางตอไปน

37

ตารางท 3.2 ผลการทดสอบเมอท าการปรบสวตช กรณท สวตช 1 สวตช 2 คาตวเกบประจรวม

(µF) ความถทไดจากการค านวณ (kHz)

1 เปด เปด 0.1 46.13 2 เปด ปด 0.3 26.63 3 ปด เปด 0.2 32.62 4 ปด ปด 0.4 23.06

3.4 สวนทใชรองรบการท างานของไมโครคอนโทรลเลอร 3.4.1 สวตชปรบความไว นอกจากการเลอกความถในการตรวจวดยานพาหนะแลว การเลอกคาความไวของการตรวจวดยานพาหนะกส าคญเชนเดยวกนเพราะการเลอกความไวในการตรวจวดนนควรจะเลอกคาทเหมาะสมกบการน าไปตดสนใจวามยานพาหนะหยดอยบนลปเหนยวน าหรอไมจะท าการออกแบบสวตชเพอใหไมโครคอนโทรลเลอรน าไปวเคราะหและสรางเงอนไขในการเลอกความไวในการตดสนใจ

รปท 3.5 วงจรสวตชปรบความไว

38

3.4.2 IDC Connector การเชอมตอสอสารกบไมโครคอนโทรลเลอร จ าเปนตองมสอกลางในการเชอมตอส าหรบบอรดวงจรก าเนดความถน จะใช IDC Connector ในการเชอมตอ

รปท 3.6 การเชอมตอระหวางบอรดวงจรก าเนดความถ และบอรดไมโครคอนโทรลเลอร

รปท 3.7 IDC Connector

การเชอมตอของพอรตระหวางระหวางบอรดวงจรก าเนดความถ และบอรดไมโครคอนโทรลเลอร ดงน P0.2 เปน เอาทพตของวงจรก าเนดความถ P0.4 เปน สวตชปรบความไวตวท 1 P0.5 เปน สวตชปรบความไวตวท 2 P0.6 เปน LED แสดงสถานะการใชงาน ตวท 1 P0.7 เปน LED แสดงสถานะการใชงาน ตวท 2

39

3.5 การออกแบบระบบรวม วงจรก าเนดความถจะตอกบลปเหนยวน าซงท าหนาทเปนตวเหนยวน าในวงจร เมอใดทลปเหนยวน ามคาเปลยนไป (มยานพาหนะมาผานหรอหยดอยบนลปเหนยวน า) จะท าใหวงจรก าเนดความถสรางความถทเปลยนไปจากความถเดมและน าเอาความถทไดไปวเคราะหโดยใชไมโครคอนโทรลเลอรเพอตดสนใจวาขณะนนมยานพาหนะหรอไมมยานพาหนะหยดอยบนลปเหนยวน า บอรดวงจรก าเนดความถสามารถปรบความถดวยสวตชได 4 ระดบ และปรบความไวในการตรวจวดยานพาหนะได 4 ระดบ เชนเดยวกนเมอน าวงจรดงกลาวไปออกแบบดวยโปรแกรม Protel99SE จะไดลายวงจร PCB ดงรป

รปท 3.8 ต าแหนงอปกรณบนบอรดวงจรก าเนดความถ

40

รปท 3.9 ลายวงจร

น าลายวงจรไปสรางเปนแผน PCB และน าอปกรณตางๆ ทไดออกแบบมาลงแผน PCB จะไดบอรดวงจรก าเนดความถ ดงรป

รปท 3.10 บอรดวงจรก าเนดความถ

41

บทท 4 การทดสอบ

4.1 การทดสอบความถเรโซแนนซของหมอแปลง ในขนตอนน เราจะน าขดลวดทองแดงมาพนรอบแกนเฟอรไรทหรอน าหมอแปลงส าเรจรปมาทดลองหาความถเรโซแนนซทใกลเคยงกบความถของวงจรก าเนดความถ โดยการทดสอบมดงน ขนตอนการทดลอง 4.1.1 ตอหมอแปลงเขากบอนพตและโหลด ในขนแรกเราจะใช Function Generator จายไฟฟากระแสสลบดวยแรงดน 5 Vp-p เขากบดานปฐมภมของหมอแปลง แลวใชตวตานทาน 1 kΩ มาเปนโหลด ซงจะตอเขากบดานทตยภมของหมอแปลง ดงภาพตอไปน

รปท 4.1 การทดสอบหมอแปลง

5 Vp-p

1 kΩ

42

ตอมาเราจะใช Function Generator ปอนสญญาณความถตางๆ ใหกบดานปฐมภมของหมอแปลง โดยจะปอนความถตงแต 1 – 100 kHz เพอทจะหาวาความถทอยในชวงใดเปนความถเรโซแนนซของหมอแปลง

รปท 4.2 การทดลองหมอแปลงดวยความถตางๆ

4.1.2 วเคราะหผลจากแรงดนเอาทพต เมอปอนความถตางๆใหกบหมอแปลงแลว ตอมาจะมาวเคราะหวาแรงดนเอาทพตทแตละความถเปนเทาไร โดยจะท าการวดคาแรงดนของหมอแปลงดานทตยภม แลวเราจะทราบไดวา ชวงความถทแรงดนเอาทพตมากทสด ความถชวงนนกคอความถเรโซแนนซของหมอแปลงนนเอง

43

4.1.3 ผลการทดสอบ หมอแปลงตวท 1 (1:3) เมอตอโหลดดวย ตวตานทาน 1 kΩ ปอนอนพตดวยความถตางๆ แลววดแรงดนตกครอมทโหลด ซงจ านวนรอบในการพนขดลวดเทากบ 100 : 300 รอบ จะไดผลดงกราฟ

รปท 4.3 กราฟความถเรโซแนนซของหมอแปลงตวท 1 (1:3)

จะเหนวาหมอแปลงตวท 1 มความถเรโซแนนซอยทประมาณ 5 kHz

หมอแปลงตวท 2 (1:6) เมอตอโหลดดวย ตวตานทาน 1 kΩ ปอนอนพตดวยความถตางๆ แลววดแรงดนตกครอมทโหลด ซงจ านวนรอบในการพนขดลวดเทากบ 100 : 600 รอบ จะไดผลดงกราฟ

รปท 4.4 กราฟความถเรโซแนนซของหมอแปลงตวท 2 (1:6)

จะเหนวาหมอแปลงตวท 2 มความถเรโซแนนซอยทประมาณ 3 kHz

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51

แรงด

น(V

)

ความถ (kHz)

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49

แรงด

น (V

)

ความถ (kHz)

44

หมอแปลงตวท 3 (1:1) เมอตอโหลดดวยตวตานทาน 1 kΩ ปอนอนพตดวยความถตางๆ แลววดแรงดนตก

ครอมทโหลด ซงจ านวนรอบในการพนขดลวดเทากบ 150 : 150 รอบ จะไดผลดงกราฟ

รปท 4.5 กราฟความถเรโซแนนซของหมอแปลงตวท 3 (1:1)

จะเหนวาหมอแปลงตวท 3 มความถเรโซแนนซอยในชวง 25-100 kHz

หมอแปลงตวท 4 (1:1) เมอตอโหลดดวย ตวตานทาน 1 kΩ ปอนอนพตดวยความถตางๆ แลววดแรงดนตก

ครอมทโหลด ซงจ านวนรอบในการพนขดลวดเทากบ 100 : 100 รอบ จะไดผลดงกราฟ

รปท 4.6 กราฟความถเรโซแนนซของหมอแปลงตวท 4 (1:1)

จะเหนวาหมอแปลงตวท 4 มความถเรโซแนนซอยในชวง 15-100 kHz

0

0.5

1

1.5

2

2.51 6

11

16

21

26

31

36

41

46

51

56

61

66

71

76

81

86

91

96

แรงด

น (V

)

ความถ (kHz)

0

0.5

1

1.5

2

1 6

11

16

21

26

31

36

41

46

51

56

61

66

71

76

81

86

91

96

แรงด

น (V

)

ความถ (kHz)

45

4.2 การทดสอบวงจรก าเนดความถในหองปฏบตการ 4.2.1 ทดสอบวงจรบอรดทดลองโดยใชสายไฟแทนลปเหนยวน า

รปท 4.7 วงจรก าเนดความถและหมอแปลง

รปท 4.8 บอรดวงจรก าเนดความถและหมอแปลงบนบอรดทดลอง

หมอแปลง 1:1

สายไฟทใชแทนลป

เหนยวน าลป

เหนยวน า

46

เมอทดสอบโดยใช Oscilloscope วดความถทเอาทพตจะไดความถ 68.35 kHz

รปท 4.9 วดความถโดยใช Oscilloscope

เมอน าโลหะมาวางใกลๆ สายไฟ (ทใชแทนลปเหนยวน า) วงจรสามารถก าเนดความถ

ได 70.25 kHz ซงมความตางระหวางความถปกตกบความถตอนมโลหะอยใกลๆ ลปเหนยวน าเทากบ 2.78% ดงนนวงจรนสามารถก าเนดความถทเปลยนแปลงไดเมอมโลหะมาอยใกลสายไฟ

4.2.2 ทดสอบบอรดวงจรก าเนดความถโดยใชตวเหนยวน าแทนลปเหนยวน า หลงจากททดสอบวงจรโดยใชบอรดทดลองจะเหนวาวงจรสามารถก าเนดความถไดในชวงทตองการ และมความแตกตางของความถอยในชวงทสามารถตดสนใจไดวามโลหะมาอยใกลสายไฟ เมอน าวงจรมาออกแบบโดยใชโปรแกรม Protel99SE เพอสรางแผน PCB จะไดบอรดวงจรก าเนดความถดงรป

47

รปท 4.10 บอรดวงจรก าเนดความถ

สวนประกอบของบอรดวงจรก าเนดความถ

หมายเลข 1 คอ Connector แหลงจายไฟ DC 5 V หมายเลข 2 คอ หมอแปลง หมายเลข 3 คอ Connector แหลงจายไฟ DC 12 V หมายเลข 4 คอ Output หมายเลข 5 คอ Connector ตอลปเหนยวน า หมายเลข 6 คอ สวตชปรบความไว หมายเลข 7 คอ สวตชปรบความถ หมายเลข 8 คอ LED แสดงสถานะการตรวจวดพบยานพาหนะ หมายเลข 9 คอ LED แสดงสถานะการท างาน หมายเลข 10 คอ พอรตเชอมตอบอรดไมโครคอนโทรลเลอร

1

2

3

4

10

6

7

8 9

5

48

ทดสอบบอรดวงจรก าเนดความถโดยใชตวเหนยวน าขนาด 470 µH แทนลปเหนยวน า แลวใช Frequency Counter ในการวดความถจะไดผลการทดสอบดงตารางตอไปน ตารางท 4.1 แสดงสถานะของสวตชและความถทวดไดจาก Frequency Counter

Switch ตวท 1 Switch ตวท 2 ความถ (kHz) เปด เปด 23.22 เปด ปด 13.41 ปด เปด 16.42 ปด ปด 11.61

49

4.3 การทดสอบบอรดวงจรก าเนดความถทลปเหนยวน า (Loop Detector)

รปท 4.11 ลปเหนยวน า (Loop Detector)

ลปเหนยวน าจะท าหนาทเปนอนพตของวงจรก าเนดความถ มลกษณะเปนเสนลวดวงกลมซงมเสนผานศนยกลางประมาณ 1.5 เมตร มคาความเหนยวน าเทากบ 119.03 µH น าไปตดตงไวใตถนนหรอบรเวณททดสอบ เมอทดสอบบอรดวงจรก าเนดความถในหองปฏบตการแลว ไดผลการทดสอบตามทคาดหวงไว จงน าบอรดวงจรก าเนดความถนมาทดสอบกบลปเหนยวน า (Loop Detector) เพอทดสอบการใชงานจรงของบอรดวงจรก าเนดความถและปรบปรงขอบกพรองในการท างานของบอรด

4.3.1 การทดสอบการเชอมตอกบบอรดไมโครคอนโทรลเลอรและโปรแกรม Hyper Terminal บอรดวงจรก าเนดความถจะใชไมโครคอนโทรลเลอรในการนบความถและแสดงผลออกทางคอมพวเตอรผานโปรแกรม Hyper Terminal

50

รปท 4.12 การเชอมตอบอรดวงจรก าเนดความถกบบอรดไมโครคอนโทรลเลอร

รปท 4.13 การเชอมตอ Hyper Terminal

จากรปจะเหนวาบอรดวงจรก าเนดความถสามารถเชอมตอกบบอรด

ไมโครคอนโทรลเลอรและแสดงผลออกทาง Hyper Terminal ได

พอรตเชอมตอระหวาง บอรดก าเนดความถ และบอรดไมโครคอนโทรลเลอร

พอรตเชอมตอกบคอมพวเตอร

Connecter

เชอมตอกบลปเหนยวน า

เหเห

51

4.3.2 การทดสอบการตรวจวดยานพาหนะ จากการทดสอบวงจรก าเนดความถขณะทท าการเชอมตอเขากบลปเหนยวน าขนาดขนาด 119.03 µH ความถทไดจากการปรบสวตชทง 4 ระดบ คอ

1. เปด-เปด (00) จะไดความถประมาณ 48.85 kHz 2. เปด-ปด (01) จะไดความถประมาณ 33.98 kHz 3. ปด-เปด (10) จะไดความถประมาณ 26.26 kHz 4. ปด-ปด (11) จะไดความถประมาณ 22.86 kHz

จากการทดสอบทสวตชปรบความถทง 4 กรณ ในการตรวจวดยานพาหนะประเภทรถยนตสวนบคคลและรถจกรยานยนตจะไดผลดงตารางตอไปน

ตารางท 4.2 ตารางแสดงผลการตรวจวดประเภทรถยนตสวนบคคล

ความถตอนไมมยานพาหนะ (kHz)

ความถเมอมยานพาหนะ (kHz)

คาผลตางของความถ (%)

22.86 23.01-23.61 0.65-3.28 26.26 26.4-26.91 0.53-2.47 33.98 34.19-34.56 0.62-1.71 48.85 49.14-50.02 0.59-2.4

ตารางท 4.3 ตารางแสดงผลการตรวจวดประเภทรถจกรยานยนต

ความถตอนไมมยานพาหนะ (kHz)

ความถเมอมยานพาหนะ (kHz)

คาผลตางของความถ (%)

22.81 22.91-23.00 0.44-0.83 26.26 26.35-26.41 0.34-0.57 33.95 34.13-34.19 0.53-0.71 48.85 49.10-49.18 0.51-0.67

52

การตรวจวดยานพาหนะทความถ 22.86 kHz สามารถแสดงไดดงกราฟตอไปน

รปท 4.14 กราฟแสดงผลการตรวจวดยานพาหนะประเภทรถยนตสวนบคคลทความถ 22.86 kHz

รปท 4.15 กราฟแสดงผลการตรวจวดยานพาหนะประเภทรถจกรยานยนตทความถ 22.86 kHz

53

การตรวจวดยานพาหนะทความถ 26.26 kHz สามารถแสดงไดดงกราฟตอไปน

รปท 4.16 กราฟแสดงผลการตรวจวดยานพาหนะประเภทรถยนตสวนบคคลทความถ 26.26 kHz

รปท 4.17 กราฟแสดงผลการตรวจวดยานพาหนะประเภทรถจกรยานยนตทความถ 26.26 kHz

54

การตรวจวดยานพาหนะทความถ 33.98 kHz สามารถแสดงไดดงกราฟตอไปน

รปท 4.18 กราฟแสดงผลการตรวจวดยานพาหนะประเภทรถยนตสวนบคคลทความถ 33.98 kHz

รปท 4.19 กราฟแสดงผลการตรวจวดยานพาหนะประเภทรถจกรยานยนตทความถ 33.98 kHz

55

การตรวจวดยานพาหนะทความถ 48.85 kHz สามารถแสดงไดดงกราฟตอไปน

รปท 4.20 กราฟแสดงผลการตรวจวดยานพาหนะประเภทรถยนตสวนบคคลทความถ 48.85 kHz

รปท 4.21 กราฟแสดงผลการตรวจวดยานพาหนะประเภทรถจกรยานยนตทความถ 48.85 kHz

56

บทท 5 สรปผลการทดสอบและขอเสนอแนะ

โครงงานวงจรก าเนดความถส าหรบการตรวจวดยานพาหนะ เปนสวนหนงของโครงงานการตรวจจบยานพาหนะ โดยวงจรก าเนดความถนจะสงความถไปยงไมโครคอนโทรลเลอรเพอน าไปใชในการตรวจวดยานพาหนะมประโยชน คอ ผทดสอบสามารถทราบไดวามรถหยดหรอผานทจดทดสอบและยงสามารถน าไปประยกตใชไดตวอยางเชน การน าไปใชบรเวณสแยกไฟสญญาณจราจรเพอควบคมท างานของไฟสญญาณจราจรใหสอดคลองกบยานพาหนะบนทองถนน เปนตน จากการทดสอบของโครงงานวงจรก าเนดความถส าหรบการตรวจวดยานพาหนะสามารถสรปผลการทดสอบไดดงตารางตอไปน

ตารางท 5.1 สรปผลการตรวจวดยานพาหนะ

ความถ (kHz) รถยนตสวนบคคล รถจกรยานยนต ทงหมด ตรวจวดได ทงหมด ตรวจวดได

48.85 7 คน 7 คน 4 คน 3 คน 33.98 7 คน 7 คน 4 คน 2 คน 26.26 7 คน 7 คน 4 คน 2 คน 22.86 7 คน 7 คน 4 คน 1 คน

จากตารางสรปผลการตรวจวดยานพาหนะสามารถสรปไดวา วงจรก าเนดความถสามารถเลอกความถได 4 ระดบ ซงทกระดบสามารถตรวจวดยานพาหนะได แตความสามารถในการตรวจวดกมขอจ ากด คอ ในกรณรถจกรยานยนตไมสามารถตรวจวดไดท งหมดเนองจากรถจกรยานยนตนนมสวนประกอบทเปนโลหะนอย ท าใหคาความเหนยวน าของลปเหนยวน าเปลยนไปนอยสงผลใหความถทไดจากวงจรก าเนดความถเปลยนไปนอยดวย ซงถาความถทเปลยนไปมคานอย ไมโครคอนโทรลเลอรจะไมสามารถวเคราะหไดวาขณะนนมยานพาหนะมาหยดหรอผานจดททดสอบ และในทางเดยวกนเมอเลอกใชความถต าความสามารถในการตรวจวดยานพาหนะกจะลดลงไปดวย

57

ปญหาและอปสรรค 1. เมอมรถจกรยานยนตผานทจดตรวจวด บางครงกไมสามารถตรวจวดไดเนองจาก

รถจกรยานยนตมสวนประกอบทเปนโลหะนอย สงผลใหความถทเปลยนไปนนมคานอยดวย ดงนนจงเลอกใชความถทเหมาะสมในการใชงานโดยใชสวตชปรบความถ

2. ความ ถ เ รมตน ทไดจากการทดสอบแตละค รงอาจไม เท ากนเ นองจากวงจรอเลกทรอนกส มความไวตออณหภมและความชน

3. การตดตงลปเหนยวน าตองมการกดผวถนน จงตองมการปดการจราจรขณะตดตงและซอมแซมซงกอใหเกดความยงยาก

4. เนองจากสถานททท าการทดสอบนนมยานพาหนะสญจรไปมาเปนจ านวนมาก การทดสอบและเกบผลการทดลองจงตองท าดวยความระมดระวงเปนอยางยง

สงทไดรบจากการท าโครงงาน

1. ไดรบความรเกยวกบการตรวจวดยานพาหนะในปจจบน 2. ไดรบความรเกยวกบการสรางลายวงจรโดยใชโปรแกรม Protel99SE 3. ไดรบความรเรองการท าแผนวงจร PCB 4. ไดเรยนรการท างานรวมกบผอน 5. สามารถน าความรทไดจากการศกษาทฤษฏมาปฏบตไดจรง 6. ไดอปกรณตรวจวดยานพาหนะทใชประโยชนไดจรง 7. สามารถน าไปประยกตใชหรอศกษาตอเพอน าไปพฒนาใหเกดอปกรณทดยงขนตอไป

58

ภาคผนวก

59

ภาคผนวก โปรแกรมทเกยวของ การออกแบบวงจรเพอสรางแผนปรนท หรอแผน PCB(Printed Circuit Board)จะใชโปรแกรม Protel99SE ในการออกแบบวงจรก าเนดความถน

รปท 5.1 โปรแกรม Protel99SE

การสราง schematic

เมอเรยกใชโปรแกรม Protel99SE จะมลกษณะดงรป

รปท 5.2 เรมใชงานโปรแกรม Protel99SE

60

ท าการสราง Project ขนใหมโดยเลอกท File>>New [F,N]จะปรากฏหนาตาง NewDesign Database

รปท 5.3 หนาตาง New Design Database

รปท 5.4 ล าดบของไฟล

61

การจดเกบไฟล Design Database ของ Protel99 SE นนสามารถสรางไดสองลกษณะคอ MS Access Database และ Windows File System

รปท 5.5 การเลอกเกบไฟล Design Database

โดยขอดของ MS Access Database การสรางไฟลแบบนจะสนบสนนการท างานเปน

ทม แตไฟลนนจะมขนาดใหญ และสามารถเปดไดดวยโปรแกรม Protel99SEเทานน สวนการสรางไฟลแบบ Windows File System นนจะไมสนบสนนการท างานเปนทมแตไฟลจะสรางโฟลเดอรขนมาใหมและจะท าการแยกไฟลงานออกจาก MS Access Database ท าใหสามารถเปด Copy ไฟลไดสะดวกโดยไมตองเปดโปรแกรม Protel99SE จะใชเปน MS Access Database ครบเมอเลอกเสรจแลวใหก าหนดชองานท Database File Name ใหท าการตงชอและทจดเกบไฟลนงาน แลวเลอก OK. หลงจากนนเราจะได ไฟล *.DDB(Design Data Base) คอ MyDesign.ddbซงขางในจะประกอบดวย Design Team,Recycle Bin และ Documentsในสวนของ Design Explorer จะปรากฏ MyDesign.ddbขนมา การใชงานของDesign Explorer ใชงานคลายกบ Windows Explorer เมอท าการ คลกทเครองหมายบวกจะแสดง ไฟลทอย ใน Design Data Base นน ท าการสรางไฟล Schematic ขนใหม โดยการเลอกเขาไปใน Documents

รปท 5.6 แสดงการสรางไฟล Schematic

62

ใชค าสง File>>New[F,N] จะปรากฏแมแบบเอกสารตางๆ ใหเลอกแมแบบ

SchematicDocument

รปท 5.7 แสดงแมแบบใน Document

ไฟล Schematic จะถกสรางขน สามารท าการเปลยนชอไฟล Edit>>Rename [E, M] ใหท าการดบเบลคลกทไอคอน Schematic เพอเปดไฟล Sheet1.sch

63

รปท 5.8 แสดงไฟล Sheet1.sch

รปท 5.9 แสดงอปกรณ

ในสวนนจะเปนหนาหลกของการสราง Schematic ดานซายมอ คอ DesignManager จะเปนสวนของ Explorer และ Browse Sch สวนทางดานขวาจะเปนเครองมอทใชรวมในการสราง Schematic คอ “ Wiring Tools ทใชในการเชอมตอสายสญญาณแบบตางๆ และ Drawing Tools ทใชในการเขยนกราฟกตกแตง Schematicท าการคลกเลอก Browse Sch ในสวนของ Design Manager

64

รปท 5.10 การ Browse Sch

รปท 5.11 ลกษณะและอปกรณของprotel99se

65

ในสวนของ Library จะเปนทเกบ Components ตางๆไว สามารถ Add/Remove ซง Library จะเปนทเกบ Components โดยปกตในชอง Filter เมอระบ

จะปรากฏชอของ Component ทกตวทอยใน Library นนทงหมด ถาตองการคนหาอปกรณทอยใน Library อนๆ ทไมทราบวาอยท Library ใดสามารถ ใชค าสง Find ดานลางของ Block Component เพอคนหา

รปท 5.12 การคนหาLibrary

66

รปท 5.13 การเลอก Library

โปรแกรมจะท าการคนหาทก Library เมอพบอปกรณดงกลาวแลวใหเลอก

เพอเพม Library ดงกลาวเขาไปใน Library ในสวนของ Browse sch ในกรณทอปกรณบางตวไมมใน Library เราสามารถสรางขนเองไดและจดเกบไวใน Library ใดกได ในการตงคาใหกบ Sheet สามารถท าไดโดยใชค าสง Design>>Options… [D, O] ในบางงานทตองการพมพสงานออกทางเครองพมพ เชน ปรญญานพนธ ทตองการพนหลงของ Sheet เปนสขาวสามารถตงคาสพนหลงท Sheet Color และท าการเปลยนส ของกรดท Tools>>Preference>>Graphical Editing>>Grid Color ท าการตงคาใหเปนสขาว

67

รปท 5.14 การตงคาหนากระดาษ

รปท 5.15 หนากระดาษทตงคา

68

รปท 5.16 การตงคาของอปกรณ

สวนการตงคากระดาษพมพ ในการพมพนนสามารถเลอกไดท Standard Style ของ

Document Option โดยทวไปจะเลอกใช A4 อปกรณทน ามาวางแตละตวนนจะม Designator? คอชอของอปกรณ และ Part? คอคาของตวอปกรณสวน Foot print คอรปรางของอปกรณจรง เมอท าการแปลง จาก Schematic ไปเปน PCB Part อปกรณบางตวยงไมไดก าหนด Foot Print มาในชองน ซงท าใหผออกแบบไมสามารถ Update จาก Schematic ไปเปน PCB ได ซงผออกแบบตองจดการในสวนนเองกอน เปนการเตรยมเครองมอใหพรอมกอนการออกแบบ การตงคาในสวนนจะขอยกตวอยางการตงคาการ Link ระหวาง Schematic ไปเปน PCB โดยใชอปกรณคอ Diode ในการแสดงตวอยาง ตามขนตอนดงนดงน

69

ท าการเปด Schematic Library ทเกบอปกรณนนอย ซง Diode จะอยใน Library ชอ Miscellaneous Devices.ddbซงเกบอยใน C:Program FilesDesign Explorer 99 SELibrarySch MiscellaneousDevices.ddbขนมา

รปท 5.17 Schematic Library ของDiode

เลอกอปกรณคอ Diode ขนมาแลวเลอกท Description ทหมายเลข1 จะปรากฏ Pop Up

ของ Component Text Fields ขนมา ซงในชองของ Foot Print สามารถใส FootPrint ได 4 อนดบดวยกน สวนรปรางของ Foot Print นนสามารถ ดไดจาก C:Program Files\Design Explorer 99SE\LibraryPcbGeneric Footprints\Miscellaneous.ddb เมอใสชอ Foot Print ครบแลวใหเลอก OK แลวท าการ Save โดยค าสง File>>Save [F, S]Comment ชอขาของ Schematic และ FootPrint จะตองมชอขาทตรงกนและโดยท Foot Print อาจมขาอปกรณมากกวา Schematic ไดถาหาก Foot Print มจ านวนขานอยกวา Schematic จะไมสามารถ Link กนไดสงผลใหเมอ Update Schematic ไปเปน PCB นน อปกรณดงกลาวจะไมปรากฏ หลงการ Update Schematic ในกรณทอปกรณเปน IC 8 pin สามารถเลอก FootPrint ทมขามากกวาได เชนเลอก Foot Print 16 Pin แตไมสามารถเลอก Foot Print ทมจ านวนขานอยกวาไดเชน Foot Print ตวถง 4 Pin เปนตน

70

รปท 5.18 การตงคาFoot Print

หลงจากการเสรจตงคาFoot Print ใหกบ Schematic ทตองใชในการออกแบบวงจร

ครบทกตวแลว เมอน า Component มาวางใน Sheet แลวดบเบลคลกทตวอปกรณจะเหนวาในชอง Foot Print จะสามารถเลอก Foot Print ไดหลายรปแบบตามทเราตงคาไวท Schematic หลงจากนนท าการเลอกComponent ทตองการใชใน Library มาวางท Sheet Schematic ตามวงจรทเราออกแบบไวมาวางใหครบทกตว โดยใชค าสง Place>>Part[ P, P] ท าการเลอก Foot Print ใหเหมาะสมกบอปกรณทตองการออกแบบ และจดอปกรณใหเปนระเบยบเพอความสะดวกในการเดนสายเชอมตอระหวางขาอปกรณ

71

รปท 5.19 การวางอปกรณ

ใชค าสง Place>>Power Port [P, O] ในการวางสญลกษณของ Ground โดยเปลยน

รปแบบ Ground เปน EarthGroundจากนนท าการเชอมโยงสายสญญาณระหวางขาอปกรณโดยเลอก

หรอใชค าสง Place Wire [P, W] ท Toolbar ในเรองการการเคลอนทของ Mouse และ Grids ในการวางอปกรณสามารถตงคาความละเอยดไดท Document>>Options [D,O] ความระเอยดในการเคลอนทของเมาสสามารถตงคาไดท Electrical Grid จะชวยเพมความละเอยดในการเคลอนทของการ Wire สายสญญาณ และการวาดกราฟก

รปท 5.20 การตงคาElectrical Grid

72

เ มอเดนสายใหกบอปกรณทกตวครบเรยบรอยแลว จะเหนวาชอของอปกรณ Designator ยงไมไดท าการจดเรยง และคาของอปกรณยงไมไดก าหนดยงคงมคาเปน R? C? D? U? การก าหนดชอ Designator หามก าหนดชอเหมอนกนเนองจากโปรแกรมจะเขาใจวาเปนอปกรณเดยวกน เชน จะเกดความผดพลาดเมอท า การ Update Schematicแปลงเปน PCB จะปรากฏอปกรณเพยงตวเดยวในกรณท Schematic Components หลายตวมชอเดยวกน

รปท 5.21 การเดนเสนเชอมระหวางอปกรณ

ซงเราสามารถก าหนดไดเองโดยดบเบลคลกทตวอปกรณ แลวท าการเปลยนทสวนของ Designator หรอใชค าสงจดเรยงชอ อปกรณแบบอตโนมต โดยใชค าสง Tools>>Annotate…

73

รปท 5.22 การจดเรยงชออปกรณอตโนมต

รปท 5.23 หนาตาง Annotate

74

ใหท าการเลอกรปแบบการตงชอท Re-annotate Method แลวกดปม OK โปรแกรมจะจดการจดเรยงชออปกรณ ให อตโนมตและจะสรางไฟลชอ Sheet1.rsf ขนมาเพอแสดงคา ชออปกรณทถกจดเปลยนใหม

รปท 5.24 ชออปกรณทถกจดเปลยนใหม

หลงจากนน ใหท าการตงคา Part Type (คาของอปกรณ) โดยดบเบลคลกทตวอปกรณ แลวท าการเปลยนในสวนของ Part เมอก าหนดคาอปกรณครบทกตวแลวจะได Schematic ทจดเรยงอปกรณและก าหนดคาของอปกรณครบแลวดงภาพตอไปน

รปท 5.25 อปกรณทถกตงชออตโนมต

75

รปท 5.26 การสรางSchematicทเสรจสมบรณ

เสรจจากขนตอนนกจะเปนการ Update แปลงจาก Schematic ไปเปน PCB โดยใช

ค าสง Design>>Update PCB… [D, P]

รปท 5.27 เมน Update PCB

76

รปท 5.28 หนาตาง Update Design

ใหท าการเลอกท Execute ครบโปรแกรมจะสรางไฟล PCB ขนมาใหมเปน Pcb1.pcb

รปท 5.29 ไฟลPcb1.pcb

77

หนาของ PCB1.PCB จะปรากฏ Foot Print ของ Schematic แตละตวทเราก าหนดชอ Foot Print ไวในการออกแบบ Schematic ดงรปตอไปน

รปท 5.30 Foot Print ของ Schematic แตละตว

จะเหนวามขอบงานอยสองเสน เสนนอกคอ Machanical Layer เสนในคอ Keep out

Layerโดยทวไปแลว Mechanical Layer จะใชเปนขอบตดของงาน, ใชเปนต าแหนงทตองการ Drill Slot, ใช

เปนขอบ Rout หรอแสดงรายละเอยดตางๆ Keep out Layer มกจะใชเปนเสนกน Polygon เพอไมให Polygon เขาไปในบรเวณท

วาง Keep out Layer ไว งานสวนใหญทพบในการผลตผออกแบบมกจะใช Keep out Layer เปนขอบตดของงาน ใชวางเปนแนว Rout หรอ แนว Drill slot หรออาจจะมการแทรกรายละเอยดก ากบเชน ขนาดดอกสวานทใชในการ Drill Slot วาขนาดเทาใด เจาะเปนระยะทางเทาไร ใน Layer เดยวกนนเพอเปนรายละเอยดในการสราง Board PCB เปนตน ขนตอนในการก าหนดขนาดของขอบงานนมความส าคญมากหากก าหนดระยะขนาดขอบงานผดโดยทขนาดเลกหรอใหญเกนไปจะท าใหไมสามารถวางแผนวงจรในพนททเราตองการไดถาแผนวงจรทออกแบบมสวนเวา หรอรเจาะส าหรบใสยดนอตแลว ต าแหนงและความละเอยดในการสรางขอบงานจงเปนสงทส าคญมาก ในบทความนจะใช Keep out Layer สรางเปนเสนขอบ

78

งานขนตอนแรกลบขอบงานเกาออกกอน โดยใชค าสง Edit > Delet [E, D] จากนนคลกลบเสนขอบงานทงสองเสนออกแลวท าการสรางขอบงานขนใหมตามรปรางและขนาดทตองการหนวยในการวดของ Protel99SE มอยสองหนวยคอ Metric (mm) และ Imperial (mil) ซงเราสามารถเปลยน หนวยการวด ไดโดยกดค าสง Toggle Units [Q] และใช Grid เปนตวชวยวดระยะในการสรางขอบงานโดยตงคาทหนาตาง Document Option [L]

รปท 5.31 การตงคาเสนลายแผนพซบ

เลอกตงคารปแบบของ Grid ทแทบ Options> Visible Kind เลอกใหแสดง Grid แบบ

เสนตาราง (Line) หรอ Grid แบบจดตาราง (Dots) โดยท Grid แบบ Dots จะใหความสบายตาในการออกแบบมากกวาคลกเลอกทแถบ Layer ดานลางเพอเลอก Keep out Layer เปน Layer สรางขอบตดของงาน

สามารถเปลยน Layer ทใชงานไดโดยการคลกเลอกทแทบดานลาง หรอกด [+,-] ท Pad ตวเลขบน Keyboardเขยนเสนขอบบอรดโดยใชเครองมอ Line (ใชวาดเสน Graphic, เสน

79

ขอบงาน และลายทองแดง) ส าหรบการเดนเสนของ Protel99SE เราสามารถเปลยนรปแบบการเดนไดโดยกด [Shift + Spacebar] ขณะก าลงลากเสน โดยเปลยนได 4 ลกษณะ ดงน

รปท 5.32 ลกษณะเสน

A เดนเสนโคง (Arc) สามารถปรบระยะความโคงโดย กด<หรอ> B เดนเสนหกมม 90องศา C เดนเสนอสระ 360 องศา D เดนเสนเดนหกมม 45 องศา

รปท 5.33 การเลอก KeepOutLayer

เมอท าการสรางขอบงานเสรจแลวตอไปเปนการจดวางอปกรณลงในบอรดงาน การ

จดวางอปกรณ (Placement) ของ Protel99SE มฟงกชนทสนบสนนในการจดวางอปกรณอตโนมต

80

คอค าสง Auto Placer ซงท างานไดดในระดบหนงการใชงานในฟงชนนจะตองมการใชเทคนคการใชงานรวมดวยจงจะเกดประสทธผลโดยเลอกใชท Tools> Auto Placement > Auto Placer... [T, L, A]

รปท 5.34 การจดอปกรณอตโนมต Auto Placement

เทคนคการใชงานในสวนนคออปกรณตวไหนทเราตองการต าแหนงตายตว ใหท าการ

วางอปกรณนนกอน แลว Lock อปกรณนนไว สวนพนทไหน ทไมตองการใหวางอปกรณในพนทนน เชนสวนของรเจาะส าหรบยดนอต ใหน า Keep out Layer ไปวาดกนตรงสวนนน (Keep out Layer เปรยบเสมอนขอบงาน ท าใหโปรแกรม ไมสามารถวางอปกรณตรงสวนนนได)ถามอปกรณเปน Foot Print เดยวกน เชน RAM หลายๆตว ใหท าการ Lock ตวใดตวหนงไว โปรแกรมท าการจดเรยงไดดขน คอจะเรยงเปนแบบ Bus ใหเราเทคนคเหลานจะท าใหการใชค าสง Auto Placement มประสทธภาพขนระดบหนง

81

รปท 5.35 การเลอกพนทการวางอปกรณ

Design Rule [D, R]

รปท 5.36 การตงคาRule

Design > Rules > Routing

82

• Clearance Constraint

รปท 5.37 ลกษณะ Rule

เปนการตงคาระยะหางของการ Routing ลายทองแดง ซงประกอบดวย Track-Track,

Pad-Pad, Track-Pad หรอสวนทประกอบเปนลายทองแดงทม Net list ตางกนใหคงระยะหางไวตามระยะ Clearance ทเราตงคา ซงสามารถก าหนดไดหลาย Rules โดยเพมหรอลบ Rule ไดโดยเลอกค าสง Add หรอ Delete ระยะ Clearance มาตรฐานเลกสดของวราคอ 10mil แตระยะ Clearance ทแนะน าและท าใหการเดนเสนออกมาดสวย อยท 12-16 mil

รปท 5.38 การตงคาระยะ Clearance

Routing Layer

บทความนเปนการออกแบบงานสองหนาจะตองเขาไปตงคาใหใช Top Layer และ Bottom Layer หากตองการออกแบบงานเปนงานหนาเดยว (Single Side) ใหก าหนด Top Layer

83

เปน Not used สวน Horizontal หรอ Vertical หมายถง แนวการเดนเสน Track สวนใหญจะเดนในแนวตงหรอแนวนอน

รปท 5.39 Routing Layer

Width Constraint ใชในการตงคาขนาดของเสน

รปท 5.40 Width Constraint ใชในการตงคาขนาดของเสน

Min Width เปนการก าหนดขนาดเลกสดของ Track Max Width เปนการก าหนดขนาดใหญสดของ Track Preferred Width คอการตงขนาดทเหมาะสมทสดของ Track

84

รปท 5.41 การตงคา Width Constraint

การเดนเสน Track สามารถเปลยนขนาด Track ไดโดยการกด Tab ท Key Board จะ

ปรากฏหนาตาง Interactive Routing ใหท าการเปลยนขนาด Track และ Via ทงนการปรบเปลยนคาสงสดต าสดจะไมเกนทก าหนดไวใน Rule (Width Constraint) ของ Net list นนดวย เมอตงคาใหมแลวเสน Track หรอ Via จะมขนาดนโดยตลอดจนกวาจะมการตงคาปรบเปลยนใหมอกครง

รปท 5.42 การตงคาของเสน

85

ในการออกแบบเราควรรขอมลวาผผลตมความสามารถในการผลตเสน Track ไดเลกสดเทาไร Via หรอ Pad ผลตไดเลกสดเทาไร Clearance ต าสดเทาไร เชน waraก าหนด Clearance ต าสดท 10mill, Trackเลกสดท 10milll, Via เลกสดท Diameter=40mill: Hole size= 24mill เปนตน ซงถาเราออกแบบงานสมบรณแลวแตผผลตไมสามารถผลตใหได เนองจากต ากวาขอก าหนดทสามารถผลตไดอาจท าใหเราตองเสยเวลาในการแกไขงานใหม

Routing

ในการ Routing นนสามารถท าไดสองวธคอการ Auto Routing กบการเดนเสน Track เอง ในการ Auto Routing ของ Protel99SE นนจะตองม Net list เปนตวเชอมตอต าเหนงของ Track โดยท าการ Auto Route โดยใชค าสง Auto Route > Route All… [A,R]

รปท 5.43 การ Auto Routing

86

เทคนคในการเดน Auto Rout โปรแกรมจะเดนไดดในระดบหนงซงเสน Track บางเสน การ Auto Rout อาจไมสวยงามอยางทควรเปนใหผใชเดนเสน Track เองโดยใช ในการเดน และตงคาใหเขาสโหมดของการเดนแบบปองกนการเดนเสนผด Net list ท Preference > Interactive Routing > Mode > Avoid Obstacle เมอเดนเสน Track เสรจแลว การเดนเสน Track สวนทเหลอใหท าการ Auto Route โดยตงคาเลอก Lock All Pre-routes จะท าใหเสนทเดนไวกอน ไมถก Reset แตถาไม Lock ไวกอนแลวเสนทเดนไวกอนหนา Auto Rout จะถก Reset แลวเดนใหมทงหมด

รปท 5.44 การเดนเสนแบบ Auto Rout

เมอไดเสนตามทตองการจะไดดงรป

รปท 5.45 เสนวงจรทสมบรณ

จากนนใหวาง Polygon Plane วธการวาง Polygon Plane สามารถท าไดโดยเลอกท Tools ดงรป

87

รปท 5.46 หนาตาง Polygon Plane

ในสวนของ Net Option สามารถเลอกไดวาตองการให Polygon อยใน Net ใด • Pour Over Same Net หมายถง ตองการใหสราง Polygon ทบบนเสน Track ทม Netlis เดยวกน

• Remove Dead Copper หมายถง เมอ Polygon ไมเชอมตอกบ Pad หรอ Track ใดเลย ใหท า การRemove ออกหลงจากทสราง Polygon เสรจ

88

รปท 5.47 ลายวงจรทไม Remove Dead Copper และRemove Dead Copper

ภาพ A จะไม Remove Dead Copper ภาพ Remove Dead Copper Plan Settings > Grid Size ใชตงคาระยะหางของเสน Track Track Width เปนทตงคาขนาดของเสน Track ทใชสราง Polygon ถาก าหนดเสน Track และ Grid มขนาดเลกมากจะท าให Polygon มความสามารถในการเขาถงซอกมมเลกๆไดมากกวาแตในกระบวนการผลตจรงควรรขอมลวา ผผลตสามารถผลตเสนไดเลกทสดเทาไรแลวท าการตงคา Track Width ใหเทากบทผผลตสามารถผลต จงจะมนใจไดวา Polygon ทออกนนจะไมถกกดเสนขาดหรอแหวงจากการผลต

89

รปท 5.48 Track = 10mil Grid = 20 Mill

จากภาพขางบน Track = 10mil Grid = 20 Mill ท าได Clearance = 10mil ซงตรงตาม

ขอก าหนดของ WARA จะท าใหงานทผลตออกมาไดลายเสนตามทออกแบบเมอท าการตงคาเรยบรอยแลวเลอก Layer ทจะสรางแลว เลอก จดเรมตนทจะสราง Polygon แลวลากกรอบลอมจดทจะสราง Polygon ดงภาพ

90

รปท 5.49 จดทจะสราง Polygon

เมอท าการสราง Polygon ท Bottom Layer เสรจแลว จากนนท าการสราง Polygon ท Top Layer อก Layer หนงใช Single Layer Mode ในการตรวจดทละ Layer ไดโดยกด [Shift + S] จะเขาส Mode และท าการกด [Shift + S] อกครงเพอออกจาก Single Layer Mode หรอกด [L] เพอเลอกเปด/ปด Layer ตางๆทตองการใช

รปท 5.50 ลายวงจรพซบ

91

Datasheet

92

วงจรก าเนดความถ

93

บรรณานกรม

[1] เทคโนโลยการตรวจวดและจดการจราจรบนทางหลวง URL : pe.eng.ku.ac.th/files/semimar/2009/Technology_Group_7.pdf

[2] LC Determination by Resonant Frequency Measurement http://cappels.org/dproj/lgm/lgm.html

[3] Tutorial PCBs Design http://www.wara.com/modules.php?name=News&file=article&sid=238

[4] Electronic Oscillator http://en.wikipedia.org/wiki/Electronic_oscillator

94

ประวตผเขยน

นายประสงค สวางกจ เกดเมอวนท 16 สงหาคม พ.ศ. 2533

ภมล าเนาอยท ต าบลจอหอ อ าเภอเมอง จงหวดนครราชสมา ส าเรจการศกษาระดบมธยมปลายจากโรงเรยนอสสมชญนครราชสมา อ าเภอเมอง จงหวดนครราชสมา เมอป พ.ศ. 2550 ปจจบนเปนนกศกษาชนปท 4 สาขาวชาวศวกรรมโทรคมนาคม ส านกวชาวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร

นายเกรกฤทธ ศรเคน เกดเมอวนท 2 ตลาคม พ.ศ. 2532 ภมล าเนาอยท ต าบลโนนทองหลาง อ าเภอบวใหญ จงหวดนครราชสมา ส าเรจการศกษาระดบมธยมปลายจากโรงเรยนบวใหญ อ าเภอบวใหญ จงหวดนครราชสมา เมอป พ.ศ. 2550 ปจจบนเปนนกศกษาชนปท 4 สาขาวชาวศวกรรมโทรคมนาคม ส านกวชาวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร

นายตนตกร หอทอง เกดเมอวนท 19 สงหาคม พ.ศ. 2532 ภมล าเนา

อยท ต าบลตลาด อ าเภอเมอง จงหวดมหาสารคาม ส าเรจการศกษาระดบมธยมปลายจากโรงเรยนสารคามพทยาคม อ าเภอเมอง จงหวดมหาสารคาม เมอป พ.ศ. 2550 ปจจบนเปนนกศกษาชนปท 4 สาขาวชาวศวกรรมโทรคมนาคม ส านกวชาวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร