บอร์ด Arduino Learning Kit เป็นความร่วมมือระหว่าง บริษัทเท็นเนอยี่ อินโนเวชั่น จำกัด และ SEE U. LAB วิทยาลัยพลังงานทดแทน มหาวิทยาลัยแม่โจ้ โดย ผศ.ดร. ชวโรจน์ ใจสิง ในการวางคอนเซ็ปและออกแบบ โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อใช้สำหรับการฝึกเขียนโปรแกรมบนแพรตฟอร์มอาดูโน่ (Arduino Platform) ในการศึกษาและเรียนรู้การนำบอร์ดอาดูโน่เชื่อมต่อกับโมดูลและเซนเซอร์ชนิดต่าง ๆ ซึ่งสามารถเลือกชนิดบอร์ดคอนโทรลเลอร์ได้ถึง 3 ชนิดคือ Arduino Uno, Arduino Nano และ ESP-32 โดยแค่ทำการเลื่อนดิฟสวิตช์ในการเลือกใช้งานบอร์ดและโมดูลต่าง ๆ และยังมีช่องเสียบโมดูล ESP8266 ใช้สำหรับติดต่อกับ WiFi โดยเชื่อมต่อกับบอร์ดแม่ผ่านทาง serial port เพื่อศึกษาและเรียนรู้ระบบ IoT (Internet Of Thing)

1. อุปกรณ์และเซนเซอร์ที่มาพร้อมกับชุด Arduino Learning Kit

อุปกรณ์	รูปภาพประกอบ
Arduino Uno R3
Arduino Nano
ESP-32(ESP-WROM-32)
ESP8266 mini WeMos
Stepping Motor 5V
Adapter 12VDC 2A
DS18B20 One Wire Waterproof Temperature Sensor

2. ส่วนประกอบบนบอร์ด

1. แจ็คสำหรับต่อกับอะแดปเตอร์ 12VDC

2. เฮดเดอร์ช่องเสียบไฟ 12VDC

3. เฮดเดอร์ช่องเสียบไฟ 5VDC

4. เฮดเดอร์ช่องเสียบไฟ 3.3VDC

5. สวิตช์รีเซตสำหรับบอร์ด Arduino Uno

6. External EEPROM ขนาด 64Kbyte

7. ไอซี DS3231 RTC (ไอซีฐานเวลา)

8. แบตเตอรี่ 3.3V สำหรับเป็นไฟเลี้ยงให้กับไอซี DS3231

9. Jumper สำหรับเซต Address ให้กับ External EEPROM

10. จอแสดงผล LCD16x2 ชนิด i2c

11. จอแสดงผล OLED128x64 ขนาด 0.96 นิ้ว ชนิด i2c

12. คอนเนคเตอร์สำหรับเสียบ Arduino Uno

13. คอนเนคเตอร์สำหรับเสียบ Arduino Nano

14. คอนเนคเตอร์สำหรับเสียบ ESP32(ESP-WROM-32)

15. โปโต้บอร์ด สำหรับต่อวงจรทดลอง

16. คอนเนคเตอร์ไฟ 5VDC

17. คอนเนคเตอร์ GND

18. DIP Switch สำหรับเลือกการเชื่อมต่อไปยังโมดูล TM1638

19. โมดูล TM1638 บอร์ดแสดงผลตัวเลข 8 หลักพร้อม LED และปุ่มกด

20. รีเลย์โมดูลชนิด 2 ช่อง

21. DIP Switch สำหรับเลือกการเชื่อมต่อบอร์ดไปยังรีเลย์โมดูลชนิด 2 ช่อง

22. โมดูล ESP8266(mini WeMos) WiFi Module

23. คอนเนคเตอร์สำหรับต่อกับ มอเตอร์ดีซี สำหรับขับด้วยสัญญาณ PWM

24. คอนเนคเตอร์สำหรับต่อกับ DS18B20 เซนเซอร์วัดอุณหภูมิชนิดกันน้ำ

25. จั๊มเปอร์สำหรับเลือกการเชื่อมต่อระหว่าง DS18B20 หรือ DHT22 ซึ่งเลือกได้อย่างใดอย่างหนึ่ง

26. เซนเซอร์ DHT22 วัดอุณหภูมิและความชื้น

27. คอนเนคเตอร์สำหรับเชื่อมต่อสัญญาณ RS485

28. บัซเซอร์(Buzzer)

29. DIP Switch สำหรับเปิด-ปิดการเชื่อมต่อ RS485, LED RGB และ Buzzer ซึ่งใช้ขาสัญญาณร่วมกัน

30. เซนเซอร์วัดความเข้มแสง(LDR sensor)

31. LED RGB

32. ตัวต้านทานปรับค่าได้ VR1, VR2 และ VR3

33. เซนเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหว (PIR motion sensor)

34. DIP Switch สำหรับเลือกการเชื่อมต่อไปยัง Motion Sensor

35. เซนเซอร์อัลตร้าโซนิค (Ultrasonic Sensor) สำหรับวัดระยะห่างของวัตถุ

36. DIP Switch สำหรับเลือกการเชื่อมต่อไปยังวงจรขับ Ultrasonic Sensor

37. คอนเนคเตอร์สำหรับต่อ Stepping motor (สามารถเลือกชนิด 5V หรือ 12V ได้จากจั๊มเปอร์)

38. คอนเนคเตอร์สำหรับต่อ Stepping motor (สามารถเลือกชนิด 5V หรือ 12V ได้จากจั๊มเปอร์)

39. DIP Switch สำหรับเลือกการเชื่อมต่อไปยังวงจรขับ Stepping motor

    1. คุณลักษณะของตัวบอร์ด

• ขนาดบอร์ด 23.5cm x 16cm x 5cm (กว้าง x ยาว x สูง )

• เลือกการเชื่อมต่อบอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์ได้ถึง 3 ชนิดคือ Arduino UNO, Arduino Nano และ ESP32(ESP-WROM-32)

• มีช่องเสียบ ESP8266(mini WeMos) WiFi Module โดยเชื่อมต่อกับบอร์ดแม่ผ่านทาง Serial port เพื่อเรียนรู้เกี่ยวกับระบบ IoT(Internet Of Thing)

• มีไอซีฐานเวลาเบอร์ DS3231 ติดตั้งอยู่บนบอร์ด เชื่อมต่อบน I2C bus

• มีวงจรขับมอเตอร์ดีซีเพื่อควบคุมความเร็วด้วยวิธีการ PWM (Pulse Width Mod) จำนวน 2 ช่อง

• มีตัวต้านทานปรับค่าได้ (potentiometer) จำนวน 3 ตัว สำหรับการอ่านค่าแรงดัน 0-5V เพื่อการเรียนรู้หลักการทำงานการอ่านค่าสัญญาณอนาล็อก(ADC)

• มีจอแสดงผล LCD16x2 เชื่อมต่อบน I2C bus

• มีจอแสดงผล OLED128x64 ขนาด 0.96นิ้ว เชื่อมต่อบน I2C bus

• มี LED RGB ต่ออยู่บนบอร์ด เพื่อเรียนรู้การเขียนโปรแกรมขับ LED RGB เป็นสีต่าง ๆ

• รีเลย์โมดูลชนิด 2 ช่อง เพื่อเรียนรู้การเขียนโปรแกรมควบคุมรีเลย์

• เซนเซอร์วัดอุณหภูมิและความชื้น DHT22(อยู่บนตัวบอร์ด) และ DS18B20 (มีคอนเนคเตอร์ให้เชื่อมต่อ)บน Onewire bus

• เซนเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหว (PIR motion Sensor)

• เซนเซอร์วัดระดับความเข้มแสง LDR(Light Dependent Resistor)

• เซนเซอร์วัดระยะห่างของวัตถุหรืออัลตร้าโซนิค (Ultrasonic Sensor)

• โมดูล TM1638 บอร์ดแสดงผลตัวเลข 8 หลักพร้อม LED และปุ่มกด ซึ่งใช้ขาสัญญาณเพียง 3 เส้นในการสั่งงาน

• External eeprom IC 4Kbyte เพื่อเรียนรู้เขียนโปรแกรมติดต่อกับ eeprom memory ภายนอก

• มีวงจรขับสเตปปิ้งมอเตอร์ (Stepping Motor) เพื่อเรียนรู้การเขียนโปรแกรมควบคุมสเตปปิ้งมอเตอร์

• มีวงจรแปลงสัญญาณ RS485 เพื่อเรียนรู้การเขียนโปรแกรมติดต่อบน RS485 bus

• มีโปโต้บอร์ดสำหรับต่อวงจรทดลอง

• มีวงจรเรกูเลเตอร์บนบอร์ดสำหรับแปลงไฟจาก 12VDC ออกมาเป็น 5VDC และ 3.3VDC สามารถนำไปต่อวงจรภายนอกได้

• มีบัซเซอร์เพื่อเรียนรู้การเขียนโปรแกรมควบคุม buzzer ด้วยสัญญาณความถี่เพื่อปรับเสียงโทนต่างๆ

  1. วงจรของบอร์ด Arduino Learning Kit

จากวงจรจะเห็นได้ว่าบอร์ด Arduino Learning Kit จะใช้หลักการเปิด-ปิด DIP Switch เพื่อเลือกการเชื่อมต่อขาสัญญาณระหว่างเซนเซอร์หรือโมดูลต่าง ๆ เข้ากับขาไมโครคอนโทรลเลอร์ ซึ่งเซนเซอร์หรือโมดูลบางตัวอาจใช้สัญญาณร่วมกัน เช่น ถ้าใช้ Arduino Uno ขาสั่งงานรีเลย์โมดูลกับขาสั่งงานขับ สเต๊ปปิ้งมอเตอร์จะใช้ขาร่วมกันอยู่ คือขา 12 กับ 13 ดังนั้นในการเลือกใช้โมดูลใดโมดูลหนึ่ง จำเป็นที่จะต้องทำการปิด DIP Switch โมดูลที่ไม่ได้ใช้งาน เพื่อไม่ให้เกิดสัญญาณรบกวนกัน

การเขียนโปรแกรมบอร์ด Arduino Learning Kit