ชุดที่ 11 อิเล็กทรอนิกส์เบื้องต้น และวงจรควบคุมอย่างง่าย

ชุดนี้ครอบคลุมตัวต้านทานและรหัสสี LDR เทอร์มิสเตอร์ ตัวเก็บประจุ ไดโอด LED ซีเนอร์ วงจรเรียงกระแส ทรานซิสเตอร์เป็นสวิตช์ รีเลย์ IC 555 การบัดกรี และเซนเซอร์กับไมโครคอนโทรลเลอร์ในงานโครงงาน

ซีรีส์ตะลุยข้อสอบครูผู้ช่วย เอกอุตสาหกรรมศิลป์ 2569 • exammvp.com

สรุปก่อนทำข้อสอบ

1. รหัสสีตัวต้านทาน (IEC 60062)

• 4 แถบ = เลข 2 หลัก + ตัวคูณ + ค่าคลาดเคลื่อน; 5 แถบ = เลข 3 หลัก + ตัวคูณ + ค่าคลาดเคลื่อน
• ตัวอย่าง: น้ำตาล-ดำ-แดง-ทอง = 10 × 100 = 1 kΩ ±5% → ยอมรับ 950 – 1,050 Ω (คิด % จากค่าระบุเสมอ)
• LDR: แสงมาก R ลด; NTC: ร้อนขึ้น R ลด; PTC: ร้อนขึ้น R เพิ่ม
• พิกัดกำลัง P = V²/R = I²R ต้องเลือกพิกัดวัตต์สูงกว่าค่าที่คำนวณได้

2. ตัวเก็บประจุ

• รหัส 3 หลัก หน่วย pF: 102 = 1 nF, 103 = 10 nF, 104 = 0.1 µF, 105 = 1 µF
• อนุกรม: 1/C = 1/C1 + 1/C2 (ค่าลด); ขนาน: C = C1 + C2 (ค่าเพิ่ม) — ตรงข้ามกับตัวต้านทาน
• τ = RC: 1τ ≈ 63%, 5τ ≈ เต็ม เช่น 10 kΩ × 100 µF = 1 s → เต็มราว 5 s
• อิเล็กทรอไลต์มีขั้ว ห้ามต่อกลับขั้ว พิกัดแรงดันต้องสูงกว่าแรงดันใช้งาน; ตัวเก็บประจุกั้น DC ให้ AC ผ่าน

3. ไดโอดและแหล่งจ่ายไฟ

• แถบบนตัว = แคโทด; ไบแอสตรง: แอโนดศักย์สูงกว่า (ซิลิคอน ≈ 0.6 – 0.7 V)
• LED: R = (Vs − VF)/IF เช่น (5 − 2)/0.02 = 150 Ω (VF ขึ้นกับสีและผู้ผลิต ให้ใช้ค่าที่โจทย์กำหนด) ค่าไม่ตรงมาตรฐานให้ปัดขึ้น
• ซีเนอร์: ไบแอสกลับ ขนานโหลด มีตัวต้านทานอนุกรม; IZ = IR − IL

• มีตัวเก็บประจุกรอง โหลดน้อย: Vdc ≈ Vrms × √2 − แรงดันไดโอด (บริดจ์หัก 2 × 0.7 V)

4. ทรานซิสเตอร์ รีเลย์ และ 555

• NPN ลูกศรที่อิมิตเตอร์ชี้ออก, PNP ชี้เข้า; เป็นสวิตช์: คัตออฟ = ดับ, อิ่มตัว = ติด
• IB(min) = IC/β; RB = (Vin − VBE)/IB — ใช้ค่าต่ำกว่า RB สูงสุดเพื่อเผื่อ
• รีเลย์: COM–NO ต่อเมื่อขดลวดได้กระแส, COM–NC ต่อเมื่อไม่มีกระแส; ต้องมีไดโอดกันแรงดันย้อนคร่อมขดลวด
• 555 อะสเตเบิล: f ≈ 1.44/((RA + 2RB)C), tH ≈ 0.693(RA + RB)C, tL ≈ 0.693RBC, duty = (RA + RB)/(RA + 2RB) > 50%
• 555 โมโนสเตเบิล: กดครั้งเดียว ติดค้างตามเวลา t ≈ 1.1RC แล้วกลับเอง

5. การบัดกรี

• ลำดับ: ให้ความร้อนแพด + ขา → ป้อนตะกั่วที่จุดต่อ → ถอนตะกั่ว → ถอนหัวแร้ง → ห้ามขยับ
• รอยดี (ตะกั่วผสม): มันวาว ทรงกรวยเว้า แผ่คลุมแพด; รอยเย็น: หมอง ขรุขระ มีรอยแยก; ฟลักซ์ขจัดออกไซด์
• บอร์ดทดลอง: กลุ่มละ 5 รูต่อถึงกัน IC ต้องคร่อมร่องกลาง

6. บอร์ดสมองกล (Arduino Uno)

• analogRead: 10 บิต 0 – 1023 (0 – 5 V); analogWrite (PWM): 0 – 255 เช่น 25% ≈ 64
• PWM = ปรับ duty cycle ค่าเฉลี่ยแรงดันเปลี่ยน ไม่ใช่ DAC
• ขาอินพุตลอยต้องมี pull-down/pull-up; ขาบอร์ดจ่ายกระแสน้อย โหลดใหญ่ต้องผ่านทรานซิสเตอร์/รีเลย์
• อัลตราโซนิก: ระยะ = (ความเร็วเสียง × เวลา)/2

กับดักที่ออกสอบบ่อย

• แถบที่ 3 ของตัวต้านทาน 4 แถบคือ ตัวคูณ ไม่ใช่ตัวเลข; ทอง ±5% เงิน ±10% ไม่มีแถบ ±20%
• 104 = 0.1 µF ไม่ใช่ 104 pF
• สูตร 555 ต้องเป็น RA + 2RB; การเพิ่ม C เปลี่ยนความถี่แต่ duty cycle เท่าเดิม
• คำนวณตัวต้านทาน LED ต้องหัก VF ก่อน และปัดค่ามาตรฐานขึ้น
• ripple 50 Hz ในวงจรบริดจ์ = ไดโอดขาดหนึ่งตัว
• ไดโอดกันแรงดันย้อนต่อแบบไบแอสกลับคร่อมขดลวด (แคโทดทางไฟบวก)
• ตะกั่วบัดกรีไร้สารตะกั่วผิวหมองได้โดยไม่ใช่รอยเย็น และต้องใช้อุณหภูมิหัวแร้งสูงกว่า