งาน 18 โครงงานเครื่องนับจำนวนรถยนต์
Contact: +66 (0)86 246-2446 | help@aimagin.com
โครงงานเครื่องนับจำนวนรถยนต์
April 23, 2014admin1 CommentKMUTNB - Mechatronics 56, โปรเจคตัวอย่าง
โดย นายรัฐวัฒน์ เซมา ( rattawat_s@outlook.com )
สาขาวิศวกรรมแมคคาทรอนิกส์ ภาควิชาครุศาสตร์เครื่องกล มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ
Download: Simulink Model File (KMUTNBproj15_resourse.7z)
Contents [hide]
คุณสมบัติการทำงานของเครื่องนับจำนวนรถยนต์
การต่อวงจรสำหรับวงจรเครื่องนับจำนวนรถยนต์
โปรแกรม Simulink ของเครื่องนับจำนวนรถยนต์
โปรแกรมในบล๊อก Chart ของ State – Flow
การติดตั้งจอแสดงผลหรือจอ LCD แสดงผล
การติดตั้งชุดเพิ่มจำนวนรถสูงสุด
หลักการทำงาน ชุด Sensor การตรวจจับ
หลักการทำงานของชุดเปรียบเทียบแรงดัน(R-OPAMP)
หลักการและเหตุผล
เนื่องจากปัจจุบันมีการใช้รถยนต์ส่วนบุคคลเป็นจำนวนมากในการเดินทางไปในสถานที่ต่างๆ เช่น ห้างสรรพสินค้า สถานที่ท่องเที่ยว เป็นต้น ทำให้เกิดปัญหาในการหาสถานที่จอดรถซึ่งผู้ขับขี่รถยนต์ไม่สามารถทราบได้ว่าสถานที่จอดรถที่นั้นมีรถเต็มแล้วหรือไม่ ซึ่งจะทำให้เกิดปัญหาการจราจรติดขัดบริเวณทางเข้า– ออกลานจอดรถ และเป็นผลให้สิ้นเปลืองเชื้อเพลิงโดยไม่จำเป็น
ดังนั้น เพื่อไม่ให้ผู้ขับขี่รถเสียเวลาในการวนหาที่จอดรถ จึงได้ทำการออกแบบเครื่องจำลองการนับจานวนรถ เข้า – ออก ที่มีต้นทุนการผลิตต่ำสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ และสามารถดูข้อมูลการนับจำนวนรถที่เข้ามาจอดในลานจอดรถผ่านทางจอแสดงผล LCD เพื่อสามารถนำไปประยุกต์ใช้งานในสถานที่จอดรถจริง โดยสามารถแสดงข้อมูลจานวนรถที่อยู่ในสถานที่จอดรถ ทำให้ผู้ที่ใช้บริการลานจอดรถสามารถรับรู้ปริมาณจำนวนรถภายในลานจอดรถได้และนำข้อมูลการใช้บริการอยู่มาเก็บสถิติการใช้บริการจอดรถ
คุณสมบัติการทำงานของเครื่องนับจำนวนรถยนต์
สามารถนับรถยนต์เข้า-ออกได้
สามารถเพิ่มจำนวนรถยนต์สูงสุดในโรงรถได้
มีการบอกสถานะว่าที่จอดรถยนต์เต็มหรือไม่เต็ม
มีหน้าจอแสดงข้อมูลจานวนรถยนต์และสถานะที่จอดรถยนต์
การต่อวงจรสำหรับวงจรเครื่องนับจำนวนรถยนต์
รูปที่ 1 วงจรเครื่องนับจำนวนรถยนต์
ส่วนประกอบของวงจร
ประกอบไปด้วย
บอร์ด STM32F4
ชุดเปรียบเทียบแรงดัน R-OPAMP
สวิตซ์กดติด-ปล่อยดับ
โฟโตทรานซิสเตอร์และหลอดอินฟาเรด
การต่อการใช้งานของวงจรจะประกอบไปด้วยชุดเซนเซอร์ 2 ชุด โดยแต่ละชุดจะต่อ Output เข้าบอร์ด STM32F4 ขา PA2และ PA3 ตามลำดับ และต่อชุดสวิตซ์ Up – Down โดยขาของสวิตซ์ขาหนึ่งจะต่อกับไฟตรง 3V และอีกข้างต่อกับบอร์ด STM32F4 ขา PC3 และ PA4 ตามลำดับและ จอ LCD การต่อเข้าบอร์ด STM32F4 จะต่อตามรูปที่ 1
โปรแกรม Simulink ของเครื่องนับจำนวนรถยนต์
รูปที่ 2 โปรแกรม Simulink ของเครื่องนับจำนวนรถยนต์
การเขียนโปรแกรมจะเป็นการรับค่าจากเซนเซอร์ 2 ชุดโดยชุดแรกรับเข้าขา PA2 และอีกชุดเข้าขา PA3 โดยรับเป็นสัญญาณ Digital เพื่อรับค่า 0 และ 1 เข้ามาใน Chart ของ Stateflow เพื่อมาเข้าเงื่อนไขการนับรถเข้า – ออก โดยเมื่อรถเข้าจะส่งสัญญาณ Digital เป็น 1 ออก out และเมื่อรถออก out2 จะเป็น 1 เพื่อส่งไปยังบล๊อก Function3 เพื่อเข้าเงื่อนไขการนับจานวนรถยนต์
ต่อมาส่วนของการเพิ่มจานวนรถสูงสุดจะเป็นการกดสวิตซ์ Up – Down โดยสัญญาณการกดสวิตซ์สองตัวโดยจะส่งเข้าขา PC3 เป็น Up และขา PA4 เป็น Down โดยสัญญาณส่งออกมาเป็น Digital เนื่องจากเป็นการเปิด-ปิดสวิตซ์เมื่อการสวิตซ์แล้วสัญญาณจะถูกส่งเข้าบล๊อก Function1 เพื่อเข้าเงื่อนไขการนับโดยสัญญาณ Out ของ Function1 จะถูกส่งไปเก็บค่าในตัวแปร cn2 เพื่อส่งค่าสัญญาณไปยังบล๊อก Function3 เพื่อเข้าเงื่อนไขการตรวจสอบสถานะการเต็มของจำนวนรถยนต์ระหว่างค่าจำนวนรถยนต์เข้า-ออกและจำนวนรถยนต์สูงสุด เพื่อส่งสัญญาณให้บล๊อก Switch ทำงานเมื่อมีค่าสัญญาณ 1 เข้ามา เมื่อมีค่าสัญญาณ 1 เข้ามาในบล๊อก Switch จะทำให้เกิดการเปลี่ยนทางการทำงานโดยเมื่อรถยนต์เต็ม บล๊อก Function3 จะส่งค่า 1 ออกมาเพื่อให้ Switch ทำงานเพื่อโชว์สถานะโรงรถยนต์ “FULL” บนจอ LCD แต่ถ้าในโรงรถยนต์ยังมีที่ว่าง บล๊อก Function3 จะส่งค่า 0 ออกมา Switch จะไม่ทำงานสถานะโรงรถยนต์ “NOT FULL” บนจอ LCD โดยบนจอ LCD ในบรรทัดที่ 1 จะโชว์ค่าจำนวนรถยนต์สูงสุด “MAX CAR : . . . . . ” และในบรรทักที่ 2 จะโชว์ค่าจำนวนรถยนต์เข้า – ออก “CAR : . . . . . ” และบรรทัดที่ 3 จะโชว์สถานะของโรงรถยนต์
การเขียนโค้ด M-File
โค้ดในบล็อก Function1
โค้ดในบล๊อก Function3
การเขียนโค๊ต State – Flow
รูปที่ 3 บล๊อก Chart ของ State – Flow
โปรแกรมในบล๊อก Chart ของ State – Flow
รูปที่ 4 โปรแกรมในบล๊อก Chart ของ State – Flow
ในโปรแกรมจะมีการรับค่า Input คือ data1 และ data2 และ Output คือ out และ out2 ตามรูปที่ 3 โดยเริ่มโปรแกรม โปรแกรมจะเริ่มจากบล๊อก OF ก่อน โดยในบล๊อก OF จะให้ค่าของ out และ out2 เป็น 0 เพื่อเป็นสถานะเริ่มต้นของ Output ของ Chart
เมื่อมีการติดตั้งใช้งานจริงรถยนต์เข้ามาในจังหวะแรกเซนเซอร์ชุดแรกจะทางานแล้วจะส่งค่าเป็น 1 เข้ามา ให้ data1 = 1 และ data2 = 0 เมื่อ data1 = 1 และ data2 = 0 จะทำให้เข้าเงื่อนไขใน Chart ในเส้นลูกศรที่ 2 เพื่อส่งให้บล๊อก IN1 ทำงานและในบล๊อก IN1 จะสั่งให้บล๊อก A ทำงานเป็นเงื่อนไขของจังหวะสองคือรถยนต์ผ่านเซนเซอร์ชุดสองแล้วทำการนับรถเข้า โดยในบล๊อก A จะเป็นการทำงานในจังหวะสอง โดยจะตรวจเงื่อนไขถ้า data1 = 0 และ data2 = 1 ให้ out = 1 เพื่อเริ่มการนับรถยนต์ขาเข้า
ต่อมาเมื่อมีรถยนต์ออกในจังหวะแรกเซนเซอร์ชุดสองจะทำงานแล้วจะส่งค่าเป็น 1 เข้ามา ให้ data1 = 0 และ data2 = 1 เมื่อ data1 = 0 และ data2 = 1 จะทำให้เข้าเงื่อนไขใน Chart ในเส้นลูกศรที่ 1 เพื่อส่งให้บล๊อก OUT ทำงานและในบล๊อก OUT จะสั่งให้บล๊อก B ทำงานเป็นเงื่อนไขของจังหวะสองคือ รถยนต์ผ่านเซนเซอร์ชุดแรกแล้วทำการนับรถออก โดยในบล๊อก B จะเป็นการทำงานในจังหวะสอง โดยจะตรวจเงื่อนไขถ้า data1 = 1 และ data2 = 0 ให้ out2 = 1 เพื่อเริ่มการนับรถยนต์ขาออก
การติดตั้งใช้งานจริง
รูปที่ 5 การติดตั้งใช้งานจริง
การติดตั้ง Sensor
การติดตั้งจะทำการติดตั้ง Sensor ตามทางเข้าของโรงจอดรถยนต์ โดยจะมี Sensor ทำงาน 2 ชุด ซึ่งจะติดตั้งตามรถยนต์เข้าโรงจอดรถยนต์ โดยจะติดตั้งชุด Sensor 1 ก่อน แล้วติดตั้งชุด Sensor 2 ตามลำดับ และจะทำการติดตั้งในระนาบแนวเดียวกัน โดยให้ LED infrared และ Phototransistor ของแต่ละชุด Sensor จะต้องส่องถึงกันเพื่อให้ชุด Sensor ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ
การติดตั้งจอแสดงผลหรือจอ LCD แสดงผล
การติดตั้งจอแสดงผลหรือจอ LCD แสดงผล จะทำการติดตั้งไว้หน้าโรงจอดรถยนต์หรือก่อนรถยนต์เข้าเพื่อให้ผู้ขับขี่รถยนต์เห็นก่อนการเข้ามาจอดรถยนต์ในโรงจอดรถยนต์เพื่อช่วยในการตัดสินใจของผู้จะใช้บริการ
การติดตั้งชุดเพิ่มจำนวนรถสูงสุด
การติดตั้งชุดเพิ่มจำนวนรถถสูงสุด ควรจะติดตั้งในห้องควบคุมของโรงจอดรถยนต์ หรือ ตู้ควบคุมโรงจอดรถยนต์
หลักการทำงาน ชุด Sensor การตรวจจับ
รูปที่ 6 วงจรชุด Sensor การตรวจจับ
รูปที่ 7 การต่อ Sensor ใช้งานจริง
การทางานจะมีภาคส่งคือ หลอด LED Infrared และภาครับเป็น Phototransistor โดยการทำงาน ที่ขา OUTPUT จะมีแรงดันสูง เนื่องจากภาค ส่ง มีการส่งคลื่น Infrared ให้ภาครับตลอดหรือภาครับมีการรับคลื่น Infrared ปริมาณมากจึงทำให้มีค่าแรงดันสูง แต่เมื่อภาครับมีการรับคลื่น Infrared ปริมาณน้อยจะทำให้ค่าแรงดันออกขา OUTPUT มีค่าต่ำ โดยปัจจัยการเปลี่ยนแปลงของแรงดัน จะเกิดขึ้นเมื่อมีวัตถุบังการรับส่งของคลื่น Infrared ระหว่างภาครับและภาคส่ง
หลักการทำงานของชุดเปรียบเทียบแรงดัน(R-OPAMP)
รูปที่ 8 วงจร R-OPAMP ขนาด 1 ช่องสัญญาณ
รูปที่ 9 ลักษณะโครงสร้างของบอร์ด R-OPAMP
หลักการทำงานของบอร์ด R-OPAMP เป็นบอร์ดเปรียบเทียบแรงดัน โดยให้สภาวะทาง Output เป็นแบบ Logic TTL โดยสามารถกำหนดค่าแรงดันอ้างอิงได้เองตามต้องการภายในบอร์ด โดยการปรับตั้งค่าแรงดันจากตัวต้านทานปรับค่าได้แบบเกือกม้าเพื่อใช้เป็นจุดอ้างอิงในการเปรียบเทียบแรงดัน
โดยการใช้งานนั้นจะป้อนแรงดันเข้ามายังจุด Input เพื่อทำการเปรียบเทียบค่าระดับแรงดันอ้างอิงที่กำหนดไว้แล้วภายในบอร์ด ซึ่งเมื่อค่าแรงดัน Input มีค่าต่ำกว่าแรงดันอ้างอิงที่กำหนดไว้ภายในบอร์ด จะได้สถานะของสัญญาณ Output เป็น Logic “1” (LED สถานะจะดับ) แต่เมื่อค่าแรงดันของ Input มีค่ามากกว่าค่าแรงดันอ้างอิงที่กำหนดไว้จะทำให้ได้สถานะของ Output เป็น Logic “0” ซึ่ง LED สถานะจะติดสว่างให้เห็น
โครงงานนี้เป็นผลงานของนักศึกษา สาขาวิศวกรรมแมคคาทรอนิกส์ ภาควิชาครุศาสตร์เครื่องกล มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ เนื้อหาในบทความเป็นการออกแบบและความเห็นส่วนตัวของผู้ทำโครงงาน บริษัท เอมเมจิน จำกัด อาจไม่เห็นด้วยเสมอไป
Response (1)
ทศนัย
May 26, 2015 at 2:50 AM · Reply
ถ้าใช้เซนเซอแบบนี้ เวลาจริงถ้ามีไรตัดผ่านเซนเซอมันจะไม่ error หรอครับ
Leave a reply
Categories
การเฝ้าตรวจและควบคุมผ่านเครือข่าย
บทเรียนเกี่ยวกับ Waijung & STM32F4
Recent Posts
ติดตั้งระบบรดน้ำอัตโนมัติที่บ้านลูกค้า (คุณโม) March 12, 2017
ติดตั้งระบบรดน้ำอัตโนมัติที่บ้านลูกค้า (คุณอ้อม)March 9, 2017
Note that Aimagin does not guarantee or warrant the use or content of Aimagin Blog submissions. Any questions, issues, or complaints should be directed to the contributing author.
ความคิดเห็น
แสดงความคิดเห็น