Propellor Clock V2

Propellor Clock คือ นาฬิกาท่ีสามารถแสดงผลเปนแบบตัวเลขหรือแบบเข็มหรือแมแตขอความ เพียงแตตองใชการหมุนเพ่ือใหสามารถมองเห็น หัวใจสําคัญของนาฬิกาแบบนี้คือ ไอซีไมโครคอนโทรลเลอรซ่ึงเปนตัวควบคุมการทํางานของวงจรท้ังหมด สําหรับใน Version 2 นี้เปนการพัฒนาจาก Version 1 โดยไดทําการปรับปรุงวงจรและหลายๆสวนดังนี้

1. เปล่ียนวงจรใหม ใหสามารถแสดงผลไดท้ังแบบตัวเลข(Digital) แบบเข็ม(Analog) โดยใช MCU เบอร PIC16F84A-20 (20 ก็คือ ใชงานท่ีความถ่ีไมเกิน 20 MHz)

2. เปล่ียนหลักการในการจายไฟใหวงจรท่ีกําลังหมุนอยู โดยเปล่ียนจากการใชหนาสัมผัสทองแดงเปนการใชขดลวดในการจายไฟ คลายกับหลักการของ Inverter

3. ปรับปรุงเรื่องการตั้งเวลาท่ีสามารถตั้งเวลาได ขณะท่ีวงจรกําลังหมุนอยู 4. เปล่ียนการแสดงผลใหอยูในแนวตั้ง 5. ปรับปรุงเรื่องการระบายความรอน โดยใชฮีทซ้ิงและพัดลมระบายความรอน

การสรางวงจร รายการอุปกรณ 1. วงจรหลัก - ภาคจายไฟ ไอซี+Socket - PIC16F84A-20 1 ตัว

- 7805 1 ตัว

ทรานซิสเตอร - BC557(PNP) 7 ตัว

ไดโอด - BY299 4 ตัว คริสตอล 10.00MHz 1 ตัว LED SUPER-Bright(แดง) 16 ตัว LED SUPER-Bright(น้ําเงิน) 1 ตัว LED Infared ตัวรับ 3 ตัว

แผนปริ้นทองแดง 1 แผน ตัวตานทาน - 100 โอหม 18 ตัว - 4.7k 1 ตัว - 47k 3 ตัว ตัวเก็บประจ ุ- 470 uF 16V 1 ตัว - 1000 uF 16V 1 ตัว - 0.1 uF 50V 2 ตัว - 22 pF 50V 2 ตัว พัดลมระบายความรอนขนาดใหญ 1 ตัว

ทอพลาสติกขนาดเสนผานศูนยกลาง 5 CM 1 ตัว

2. วงจรแหลงจายไฟ ไอซี+Socket

- CD4047 1 ตัว - 7805 1 ตัว - 7812 1 ตัว ทรานซิสเตอร - BC547 1 ตัว - BC557 1 ตัว MOSFET - IRF840 1 ตัว บริดจไดโอด 2 ตัว ตัวตานทาน - 47 1 ตัว - 2.2k 1 ตัว - 10k 1 ตัว

ประกอบวงจร จากรูปวงจรหลัก ซ่ึงมีลายทองแดงใหแลว เราสามารถสรางแผนวงจรหลักไดทันที โดยอาจใชการแกะสติ๊กเกอรหรือใชการถายแผนใส ในท่ีนี้จะใชวิธีการถายแผนใสเนื่องจากเปนวิธีท่ีประหยัด ใชเวลานอย และไดผลท่ีคอนขางดซ่ึีงมีวิธีดังนี ้1. ปริ๊นลายทองแดงออกมาแลวนําไปถายลงแผนใส(ไมตองกลับดาน) 2. นําแผนแดงมาขัดทําความสะอาดและเช็ดใหแหง 3. นําแผนทองแดงมาวางลง และใหนําแผนใสดานท่ี มีหมึกมาวางทาบลงไป ใชผารอง 1 ช้ัน ใชเตารีด รีดกดลงไปบนแผนใสจนหมึกติดบนแผนทองแดง

4. ใชปากกาเคมีเขียนทับบนลายทองแดงอีก 2-3 ครั้ง 5. นําแผนทองแดงท่ีไดไปกัดดวยน้ํายากัดปริ้น จนไดลายทองแดง 6. นําแผนทองแดงมาลางและขัดใหสะอาด

ตัวเก็บประจ ุ- 0.1uF 50V 1 ตัว - 100pF 1 ตัว - 0.0047 250V 1 ตัว - 1uF 250V 1 ตัว - 470uF 16V 1 ตัว ลวดทองแดงเบอร 28

3. วงจรสงอินฟาเรด - LED Infared ตัวสง 3 ตัว - ตัวตานทาน 470 3 ตัว - สวิตชกดติดปลอยดับ 2 ตัว

หลังจากท่ีไดแผนทองแดงมาแลว ใหเจาะรูตามตําแหนงตางๆจนครบ ตอมาก็ใหบัดกรีอุปกรณตางๆลงบนบอรด จนครบ

การสรางแหลงจายไฟ สําหรับแหลงจายไฟท่ีใชในวงจรนี้จะประกอบไปดวยวงจรสรางความถ่ี 200KHz และขดลวด 2 ชุดดังภาพ ในสวนของวงจรสรางความถ่ีไดใชแผนวงจรเอนกประสงค แตสําหรับการสรางชุดขดลวดตองสรางดวยตนเอง ซ่ึงมีวิธีการสรางดังนี ้ 1. กอนอ่ืนก็ตองหาพัดลมระบายความรอน ท่ีมีขนาดใหญหรือวัดจากเสนผานศูนยกลาง ของแกนใบพัดดังภาพ ตองไดขนาดประมาณ 4 cm.

2. แกะพัดลมออกเปนสวนตางๆ ดังภาพ 3. นําสวนท่ีเปนใบพัดมาตัดออกใหเหลือแตแกน เจาะรู 2 รูเพ่ือใชยึดกับแผนวงจรหลัก

4. นําลวดทองแดงมาพันบนแกนท่ีไดประมาณ 125 รอบ โดยลอยปลายสายไว เพ่ือใชตอกับแผนวงจรหลัก

5. ติดดวยสกอตเทป ทาดวยกาวลาเท็กสใหท่ัวรอจนแหง

6. นําโครงพัดลมมาตัดขอบออกใหหมด แลวลองใส แกนหมุน ทดสอบดูวาหมุนไดหรือไม

7. ตอมาก็มาทําขดลวด Primary กันบาง ส่ิงท่ีใชก็คือ ทอพลาสติกขนาดเสนผานศูนยกลาง 5cm หรือใหญ กวา โดยทอตองสามารถสวมเขากับแกนหมุนได 8. นําแกนท่ีไดมาตัดใหมีขนาดใกลเคียงกับแกนหมุน แลวพันดวยลวดประมาณ 100 รอบ ทาดวยกาว รอจนแหง ลอยปลายสายไวเพ่ือตอกับวงจรสราง ความถ่ี 200 KHz

9. นําขดลวดท่ีพันเสร็จมาสวมเขากับโครงพัดลม ทดลองหมุนแกนดูวาหมุนไดคลองหรือไม 10. นําวงจรสรางความถ่ีมาตอเขากับขด Primary และนําวงจรแปลงไฟไปตอท่ีขด Secondary 11. ทดลองตอไฟเขากับวงจรสรางความถ่ี จะเห็นไฟจาก LED ท่ีวงจรแปลงไฟดังภาพ แสดงวาภาคจายไฟทํางานแลว 12. จากนั้นใหประกอบวงจรแปลงไฟเขากับวงจรหลัก 13. ทดลองตอไฟเขากับวงจรสรางความถ่ีและทดลอง วัดไฟตามจุดตางๆของวงจรหลักวามีครบหรือไม

14. ตอมาใหทําการตอ LED Infared ตัวรับเขากับแผนวงจรหลัก และไมใหใกลกับแกนทองแดงมากเกินไป

หลังจากท่ีไดวงจรและสวนประกอบตางๆ อีกท้ังยังผานการทดสอบจาการวัดแรงดันในจุดตางๆท่ีสามารถเช่ือไดวาวงจรสามารถทํางานไดอยางถูกตอง ก็ตองนํามาประกอบใหเปนตัวนาฬิกา ดังภาพ โดยวัสดุท่ีใชคือ ไมอัดซ่ึงมีขอดีคือสามารถตัดเปนช้ินสวนตางๆไดงาย อีกท้ังยังสามารถนํามาประกอบกันโดยจะใชกาวหรือนอตยึดก็ได ในการใชงานจริงจะใชกาวเพ่ือยึดโครงเพียงช่ัวคราวเทานั้น จากนั้นจึงใชนอตสกรูเพ่ือใหช้ินสวนไมยึดติดกันอยางแข็งแรง

ภาพดานหนา

ภาพดานหลัง

เม่ือไดทําการยึดสวนของพัดลมเขากับโครงไมแลว ก็ตองมาทดสอบในเรื่องของอินฟาเรดซ่ึงเปนสวนสําคัญเพราะวาจะใชในการกําหนดจุดในการแสดงผลและใชในการตั้งเวลาและเลือกMode โดยเราจะเจาะรู 3 รู แลวเอา LED ตัวสงอินฟาเรดท้ัง 3 ตัวมาเสียบลงในชองดังกลาว ขอควรระวังคือรูท่ีเจาะตองแนใจวาตรงกับตัวรับอินฟาเรดท่ีอยูบนบอรด เพ่ือความม่ันใจวาสัญญาณอินฟาเรดจะไมรบกวนกัน ควรใสทอพลาสติกขนาดเล็กครอบตัวรับไว(เชน ปากกาท่ีไมใชแลว)

การเจาะรูทั้ง 3 รู ซ่ึงจะเจาะเรียงกันทั้ง 3 รูหรือไมก็ได

เม่ือม่ันใจแลววาสวนตางๆของวงจรทํางานไดครบถวนแลวก็ถึงเวลาท่ีตองทําการทดสอบวงจรโดยรวม โดยกอนอ่ืนๆตองเบิรนโคดลงไอซีไมโครคอนโทรเลอร PIC16F84A-20 เสียกอน แลวจึงนํามาประกอบเขากับวงจร ลองจายไฟเขามอเตอรพัดลมดูวาหมุนหรือไม หากหมุนแตมีอาการสายใหทําการถวงสมดุล ดวยการนําของท่ีมีน้ําหนักพอประมาณเชน ตัวเกบ็ประจ ุมาถวงสมดุลจนโครงไมท่ีทําไมเกิดอาการสาย (การลดการสายมีหลายวิธีขึ้นอยูกับการดัดแปลงของแตละคน) เม่ือสวนมอเตอรพัดลมหมุนแลว ก็มาในสวนของวงจรสรางความถ่ีท่ีเกี่ยวของกับขดลวดท่ีไดพันกันไปแลวท้ัง 2 ขด ก็ใหลองดูอีกทีวายังทํางานไดปกติหรือไม มีไฟเอาตพุต 5 โวลตหรือเปลา ในท่ีนี้ไดใช LED สีแดงเปนตัวบอกวาวงจรทํางานแลว จากนั้นก็ทําใหเปดการทํางานของท้ัง 2 สวนพรอมกัน ถาหากวงจรทํางานไดถูกตองก็จะคอยๆเห็นเปน แถบ LED สีแดงคอยๆกระจายตัวออกมาเปนตัวเลข ซ่ึงในการแสดงผลเปนตัวเลขนี้ก็ขึ้นอยูกบัความเร็วรอบของมอเตอรพัดลมดวย โดยตัวเลขท่ีออกมาก็จะเปน 12:00

รูปการแสดงผลเปนตัวเลข สําหรับเรื่องของการตั้งเวลาเราก็ใชสวิตช Time โดยจะตองกดคางไว ตัวเลขนาทีก็จะเดินไปเรื่อยๆ อีกเรื่องหนึ่งคือการเดินของนาฬิกาวาเดินตรงหรือเปลา ในเรื่องนี้ก็ขึน้อยูกับคาของคริสตอลท่ีใช ซ่ึงควรมีคา 10000.000KHz หรือ 10MHz

หลังจากการทดลองอยางคราวๆแลว ควรเปดเครื่องท้ิงไวประมาณ 1 ช่ัวโมงเพ่ือดูวาวงจรเกิดความผิดพลาดอะไรหรือไม จาการทดลองดวยตนเองหลังจากการเปดท้ิงไวไประมาณ 1 ช่ัวโมง ทําใหพบปญหาตางๆดงันี ้

- ไอซี Regulator ท่ีจายไฟใหมอเตอรพัดลมรอนจัด - ตัวมอเตอรพัดลมเองก็รอน - หมอแปลงท่ีจายไฟใหวงจรท้ังหมดเกิดความรอนสะสม จากปญหาดังกลาวท้ังหมด ไดเคยเกิดขึ้นมาแลวใน Propellor Clock V1 ทําใหไมสามารถเปดใหนาฬิกาทํางานไดนานเกิน 2 ช่ัวโมง ดังนั้นการแกไขจึงตองใชฮีทซ้ิงและพัดลมระบลายความรอนขนาดเล็กเขาชวย ซ่ึงชวยลดความรอนสะสมไปไดมาก ผลก็คือสามารถเปดเครื่องท้ิงไวไดนานมากกวา 4 ช่ัวโมง(กลางวัน)

รูปแสดงการใชฮีทซ้ิงและพัดลมในการระบายความรอน

และขั้นตอนสุดทายในการประกอบ นั่นก็คือ ตกแตงและจัดวางอุปกรณตางๆใหเหมาะสมและสวยงาม โดยในขั้นตอนนี้ไดใชสติ๊กเกอรลายไมสีเขมมาติดในสวนของไมท่ีเปนไมอัด ซ่ึงสีเขมของสติ๊กเกอรนี้ก็ชวยในเรือ่งของการมองเห็นตัวเลขท่ีดูใดชัดเจนยิ่งขึ้น

รูปโครงสรางไมกอนการตกแตง

รูปโครงสรางไมหลังการตกแตง

ภาพภายหลังการตกแตงในมุมมองตาง ๆ

4 เสเ