[เสียงดนตรี] (คุณครูชรินทร์) สวัสดีครับ ครูชรินทร์ วัฒนธีรางกูร ครับ กับกิจกรรมการเรียนรู้ในรายวิชาเทคโนโลยี การออกแบบและเทคโนโลยี ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 กิจกรรมการเรียนรู้ในครั้งนี้นะครับ ยังคงเกี่ยวข้องกับความรู้และทักษะพื้นฐาน โดยจะเป็นหัวข้ออุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ ก่อนที่เราจะไปเรียนรู้ เราก็มาดูจุดประสงค์การเรียนรู้กันก่อนนะครับ สำหรับจุดประสงค์การเรียนรู้ในหัวข้อนี้ ครูคาดหวังว่านักเรียนจะสามารถ ข้อที่ 1 อธิบายหลักการทำงาน และนำอุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ไปใช้งาน ในชีวิตประจำวันได้นะครับ ข้อที่ 2 วิเคราะห์อุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ ในสิ่งของเครื่องใช้ได้นะครับ ข้อที่ 3 อธิบายการทำงาน ของอุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ ในสิ่งของเครื่องใช้ได้นะครับ เรามาเริ่มเรียนรู้กันเลยนะครับ ปัจจุบันเครื่องใช้ไฟฟ้าต่าง ๆ นะครับ ที่ใช้ในชีวิตประจำวันของเรา ไม่ว่าจะเป็นโทรทัศน์นะครับ หม้อหุงข้าวไฟฟ้า เครื่องซักผ้า เตาไมโครเวฟนะครับ ก็มีส่วนประกอบของอุปกรณ์ไฟฟ้า และอิเล็กทรอนิกส์หลากหลายนะครับ ทำงานร่วมกันนะครับ อีกทั้งการทำงาน ของเครื่องใช้ไฟฟ้าเหล่านี้นะครับ ต้องอาศัยการทำงานของเซนเซอร์นะครับ แผงควบคุมขนาดเล็กนะครับ และเครื่องจักรกลไฟฟ้า เช่น มอเตอร์นะครับ เรามาดูอุปกรณ์ชิ้นแรกกันเลยนะครับ มอเตอร์เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้า ที่แปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกลนะครับ มีอยู่หลายประเภทด้วยกันนะครับ แต่ละประเภทก็มีคุณสมบัติที่แตกต่างกันไปนะครับ ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของการใช้งานนะครับ เช่น มอเตอร์ที่ใช้ในงานอุตสาหกรรม ก็ต้องมีแรงบิดมากนะครับ มอเตอร์ที่ใช้ในของเล่น ก็ต้องการความเร็วรอบสูงนะครับ ลักษณะภายนอกของมอเตอร์นะครับ ก็ว่าจะประกอบไปด้วยขั้วไฟฟ้า 2 ขั้วนะครับ ไว้สำหรับเชื่อมต่อกับวงจรไฟฟ้านะครับ แล้วก็มีแกนเหล็กยื่นออกมาจากตัวมอเตอร์นะครับ เรียกว่า "เพลามอเตอร์" นะครับ ซึ่งส่วนนี้นะครับ จะเป็นส่วนที่ใช้สำหรับต่อเข้ากับอุปกรณ์ ที่ต้องการให้เกิดการเคลื่อนที่ ในลักษณะการหมุนนะครับ เช่น ใบพัดนะครับ หรือจะต่อกับเพลาของอุปกรณ์ต่าง ๆ นะครับ มอเตอร์นะครับ สามารถแบ่งตามประเภทการใช้กระแสไฟฟ้า ได้เป็น 2 ประเภทด้วยกัน ก็คือมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงนะครับ หรือ DC มอเตอร์นะครับ ตัวอย่างอุปกรณ์ ที่ใช้มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงนะครับ ก็ได้แก่ พัดลมพกพานะครับ มอเตอร์ประเภทถัดไปนะครับ ก็คือมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ หรือเรียกว่า "AC มอเตอร์" นะครับ ตัวอย่างอุปกรณ์ที่ใช้มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ ก็คือพัดลมนะครับ เรามาดูลักษณะของมอเตอร์ไฟฟ้า กระแสตรงกันนะครับ มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงนะครับ เป็นมอเตอร์ที่ต้องใช้กับแหล่งจ่ายไฟ กระแสตรงนะครับ เช่น เซลล์ไฟฟ้า หรือไม่ก็แบตเตอรี่นะครับ มอเตอร์ประเภทนี้นะครับ สามารถควบคุมการหมุน ให้หมุนไปในทิศทางตามเข็มนาฬิกา หรือหมุนไปตามทิศทางทวนเข็มนาฬิกา หรือหยุดหมุนได้โดยง่ายนะครับ ซึ่งอัตราเร็วของการหมุนนะครับ ก็จะขึ้นอยู่กับแรงดัน หรือความต่างศักย์ที่จ่ายให้กับมอเตอร์นะครับ นั่นหมายความว่า ถ้าเราต่อมอเตอร์กับแหล่งจ่ายไฟ ที่มีความต่างศักย์สูงนะครับ อัตราเร็วของมอเตอร์ก็จะสูงด้วยนะครับ แต่ถ้าเราต่อมอเตอร์กับแหล่งจ่ายไฟ ที่มีความต่างศักย์ต่ำนะครับ อัตราเร็วของมอเตอร์ก็จะต่ำด้วยนะครับ เรามาดูมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับบ้างนะครับ มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับนะครับ เป็นมอเตอร์ที่ต้องใช้กับแหล่งจ่ายไฟฟ้า ที่ใช้ในบ้านเรือนนะครับ ในชีวิตประจำวัน มีการใช้งานของมอเตอร์กระแสสลับ ในเครื่องใช้ไฟฟ้าหลายชนิดด้วยกันนะครับ โดยเฉพาะเครื่องใช้ไฟฟ้า ที่มีลักษณะการเคลื่อนที่แบบหมุนนะครับ เช่น เครื่องซักผ้านะครับ พัดลม เครื่องปั่นนะครับ มอเตอร์กระแสสลับนะครับ สามารถแบ่งตามระบบการป้อนไฟฟ้า ซึ่งมีอยู่ด้วยกัน 2 ประเภท ก็คือมอเตอร์แบบ 1 เฟสนะครับ แล้วก็มอเตอร์แบบ 3 เฟสนะครับ เรามาดูมอเตอร์ 1 เฟสกันนะครับ มอเตอร์กระแสสลับแบบ 1 เฟสนะครับ เป็นมอเตอร์ที่มีขนาดเล็กนะครับ แต่ใช้กับแรงดันไฟฟ้า 220 โวลต์นะครับ มีสายไฟเข้า 2 สายนะครับ มอเตอร์แบบ 1 เฟสนะครับ จะมีกำลังต่ำกว่า 1 แรงม้านะครับ หรืออาจจะมีขนาดที่ใหญ่สุดได้ ไม่เกิน 5 แรงม้านะครับ มอเตอร์ชนิดนี้นะครับ นิยมใช้ตามบ้านเรือนนะครับ ทีนี้เรามาดูมอเตอร์แบบ 3 เฟสบ้างนะครับ มอเตอร์แบบ 3 เฟสนะครับ เป็นมอเตอร์ที่ใช้ในงานอุตสาหกรรมนะครับ ต้องใช้ระบบไฟฟ้า 3 เฟสนะครับ แรงดันไฟฟ้าจะอยู่ที่ 380 โวลต์นะครับ มีสายไฟเข้ามอเตอร์ 3 สายนะครับ มอเตอร์ไฟฟ้าแบบ 3 เฟสนะครับ จะมีกำลังต่ำกว่า 1 แรงม้านะครับ จนถึงขนาดแรงม้ามาก ๆ นะครับ อันนี้นิยมใช้ในงานอุตสาหกรรมหนัก เช่น ขับลูกกลิ้งนะครับ โรงงานถลุงเหล็กนะครับ ลำดับถัดมานะครับ เราก็จะมาพูดถึง ในเรื่องของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์นะครับ โดยปกติแล้วนี่ เครื่องใช้ไฟฟ้าหลายชนิดนะครับ มักจะมีส่วนประกอบ ของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์นะครับ ซึ่งมีลักษณะและการทำงานที่แตกต่างกันไปนะครับ ในส่วนนี้นะครับ นักเรียนจะได้เรียนรู้ เกี่ยวกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พื้นฐาน ที่ถูกใช้ในส่วนประกอบ ของเครื่องใช้ไฟฟ้าต่าง ๆ นะครับ เรามาดูอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ตัวแรกกันเลยนะครับ นั่นก็คือตัวต้านทานนะครับ ตัวต้านทานนะครับ เป็นอุปกรณ์ที่มีสมบัติในการต้านการผ่าน ของกระแสไฟฟ้านะครับ มีหน่วยเป็นโอห์มนะครับ ตัวต้านทานที่มีค่ามากนะครับ จะทำให้มีกระแสไฟฟ้าผ่านได้น้อยนะครับ โดยทั่วไปตัวต้านทาน จะถูกแบ่งเป็น 2 ประเภทนะครับ ได้แก่ ตัวต้านทานคงที่นะครับ ตัวต้านทานคงที่นะครับ เป็นตัวต้านทานที่มีค่าความต้านทาน ของการเคลื่อนที่ของกระแสไฟฟ้าคงที่นะครับ ซึ่งเราสามารถอ่านค่าความต้านทานได้ จากแถบสีที่คาดอยู่บนตัวต้านทานนะครับ แบบที่ 2 ก็จะเป็นตัวต้านทาน แบบที่เปลี่ยนค่าได้นะครับ โดยค่าของความต้านทานนะครับ ขึ้นอยู่กับปริมาณแสงที่มาตกกระทบนะครับ ถ้าแสงที่ตกกระทบมีปริมาณมากนะครับ ตัว LDR ของเรา ก็จะมีค่าความต้านทานต่ำนะครับ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ตัวถัดไปนะครับ ก็คือตัวเก็บประจุนะครับ ตัวเก็บประจุจะทำหน้าที่ในการเก็บ สะสมประจุไฟฟ้านะครับ โดยตัวเก็บประจุนะครับ จะถูกสร้างมาจากการนำสารตัวนำ 2 ชิ้นนะครับ มาวางในลักษณะที่ขนานกันนะครับ โดยระหว่างตัวนำทั้ง 2 จะถูกกั้นด้วยฉนวน ที่เรียกว่า "ไดอิเล็กทริก" นะครับ ซึ่งไดอิเล็กทริกนี้ อาจจะเป็นอากาศ ไมกา พลาสติก เซรามิก หรือสารที่มีสภาพคล้ายฉนวนอื่น ๆ นะครับ เรามาดูตัวเก็บประจุ ประเภทอิเล็กโทรไลต์กันนะครับ ตัวเก็บประจุประเภทอิเล็กโทรไลต์นะครับ ตัวเก็บประจุประเภทอิเล็กโทรไลต์นะครับ จะใช้ในงานที่ต้องการความต้านทานของฉนวน ที่มีค่าสูงนะครับ มีเสถียรภาพดีนะครับ แล้วก็ใช้งานในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงนะครับ โดยมากนิยมใช้ในวงจรจ่ายกำลังไฟสูงนะครับ เช่น เครื่องปรับอากาศนะครับ เครื่องจ่ายไฟฟ้ากระแสตรงนะครับ ตัวเก็บประจุอีกประเภทหนึ่งนะครับ ก็คือตัวเก็บประจุประเภทเซรามิกนะครับ ซึ่งตัวเก็บประจุประเภทนี้นะครับ จะใช้เซรามิกเป็นไดอิเล็กทริกนะครับ และเก็บความจุได้ไม่เกิน 1 ไมโครฟารัดนะครับ ตัวเก็บประจุประเภทนี้นะครับ นิยมใช้ทั่วไปนะครับ เนื่องจากว่ามีราคาถูกนะครับ แล้วก็เหมาะสำหรับใช้ในวงจร ย่านความถี่วิทยุนะครับ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ตัวถัดไปนะครับ ก็คือไดโอดนะครับ ไดโอดเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ที่ทำจากสารกึ่งตัวนำนะครับ มีคุณสมบัติ ยอมให้กระแสไฟฟ้าผ่านได้ทางเดียวนะครับ จึงทำหน้าที่เป็นตัวควบคุมทิศทางการเคลื่อนที่ ของกระแสไฟฟ้านะครับ แล้วก็ป้องกันการเคลื่อนที่ย้อนกลับ ของกระแสไฟฟ้า ปัจจุบันมีไดโอดอยู่หลายชนิดด้วยกันนะครับ แต่ไดโอดที่นิยมใช้ก็จะมีดังนี้นะครับ ไดโอดธรรมดานะครับ ไดโอดธรรมดา ก็จะทำหน้าที่ในการควบคุมการเคลื่อนที่ ของกระแสไฟฟ้าให้ผ่านทางเดียวนะครับ ไดโอดจะมีขั้วบวกและขั้วลบนะครับ ถ้าหากว่าเราต่อวงจรผิดนะครับ กระแสไฟฟ้าจะไม่สามารถผ่านได้นะครับ โดยขั้วบวกของไดโอดนะครับ จะต้องต่อกับขั้วบวกของวงจรไฟฟ้านะครับ และขั้วลบของไดโอด ก็ต้องต่อกับขั้วลบของวงจรไฟฟ้านะครับ จากการที่ไดโอด ยอมให้กระแสไฟฟ้าผ่านได้ทางเดียวนะครับ ก็จะเป็นการช่วยป้องกัน อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์นะครับ ไม่ให้ถูกทำลาย จากการเคลื่อนที่ของกระแสไฟฟ้า ผิดทางนั่นเองนะครับ ไดโอดประเภทถัดมานะครับ ก็คือไดโอดเปล่งแสงนะครับ หรือเราจะเรียกติดปากว่าหลอด LED นะครับ LED นะครับ จะทำหน้าที่ในการเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้า เป็นแสงนะครับ โดยสามารถเปล่งแสงออกมาได้ เมื่อได้รับกระแสไฟฟ้า และแรงดันไฟฟ้าที่เหมาะสมนะครับ แสงที่เปล่งออกมาก็มีหลายสีนะครับ ก็ขึ้นอยู่กับประเภทของสารกึ่งตัวนำ ที่นำมาผลิตนะครับ นิยมใช้ในเครื่องใช้ไฟฟ้าต่าง ๆ นะครับ ก็อาจจะมีตัวเลข หรือเป็นตัวหนังสือเรืองแสงนะครับ เช่น วิทยุ หน้าปัดนาฬิกา เครื่องคิดเลข จอโทรทัศน์นะครับ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ลำดับถัดไปนะครับ ก็คือเซนเซอร์นะครับ ซึ่งเป็นอุปกรณ์ ที่ใช้ในการเปลี่ยนปริมาณทางกายภาพ ให้เป็นสัญญาณไฟฟ้านะครับ ซึ่งปัจจุบันเซนเซอร์ ถูกนำมาประยุกต์ใช้ในส่วนประกอบ ของเครื่องใช้ไฟฟ้ากันจำนวนมากนะครับ เซนเซอร์พื้นฐานที่น่าสนใจนะครับ มีดังนี้นะครับ เซนเซอร์ตรวจจับการสัมผัสนะครับ หรือที่เรียกว่า "สวิตช์กลไก" นะครับ เป็นอุปกรณ์แบบกลไกนะครับ ทำหน้าที่ในการตัดต่อวงจร เมื่อได้รับแรงกดนะครับ สวิตช์แบบนี้นะครับ มักจะนำไปใช้ในงานอุตสาหกรรมนะครับ หรือเครื่องจักรที่เป็นระบบอัตโนมัตินะครับ เซนเซอร์ตรวจจับการสัมผัส ลำดับมานะครับ ก็คือรีดสวิตช์นะครับ รีดสวิตช์ทำหน้าที่เป็นสวิตช์ที่ควบคุมการเปิด-ปิด จากการตรวจสอบความเข้มของสนามแม่เหล็ก แทนการกดนะครับ มักจะนำไปประยุกต์ใช้ ในวงจรสัญญาณกันขโมยนะครับ เผื่อตรวจจับการเปิด-ปิดประตูนะครับ เรามาดูเซนเซอร์ตรวจจับแสงกันนะครับ ในที่นี้จะนำเสนอตัว LDR นะครับ ซึ่งเป็นตัวต้านทานที่แปรค่าตามแสงนะครับ เราจึงนำมาใช้ในการตรวจจับแสงนั่นเองนะครับ โดยที่แสงเป็นสัดส่วนผกผัน กับความต้านทานนะครับ นั่นก็คือเมื่อมีแสงมาตกกระทบน้อยนะครับ ความต้านทานจะมากนะครับ ใช้ในวงจรเปิด-ปิดแสงสว่างอัตโนมัติได้นะครับ มาดูเซนเซอร์ตรวจจับแสงระดับต่อไปนะครับ ก็คือโฟโตไดโอดนะครับ เป็นเซนเซอร์แสงที่ทำหน้าที่เปลี่ยนแสง ให้เป็นพลังงานไฟฟ้านะครับ โดยค่าการนำกระแสไฟฟ้าจะมากขึ้น เมื่อความเข้มแสงมากขึ้นนะครับ อันนี้จะใช้ในวงจรเปิด-ปิดไฟถนนอัตโนมัตินะครับ ทีนี้เราก็มาดูเซนเซอร์ ตรวจจับอุณหภูมิกันบ้างนะครับ ในที่นี้จะพูดถึงตัว RTD นะครับ RTD นะครับ จะใช้หลักการที่ค่า ความต้านทานมีการเปลี่ยนแปลง ขึ้นอยู่กับค่าของอุณหภูมินะครับ มักจะใช้ในงานอุตสาหกรรมนะครับ เนื่องจากว่ามีราคาแพงนะครับ เซนเซอร์ตรวจจับอุณหภูมิลำดับถัดไปนะครับ ก็คือเทอร์โมคัปเปิลนะครับ เทอร์โมคัปเปิลนะครับ จะทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานความร้อน เป็นพลังงานไฟฟ้านะครับ อุปกรณ์นี้จึงมักจะประยุกต์ใช้ ในการตรวจจับอุณหภูมิในตู้เย็นนะครับ แล้วก็เครื่องปรับอากาศในรถยนต์นะครับ เรามาดูเซนเซอร์ตรวจจับเสียงกันบ้างนะครับ เซนเซอร์ตรวจจับเสียงชนิดแรกที่จะพูดถึง ก็คือคอนเดนเซอร์ไมโครโฟนนะครับ คอนเดนเซอร์ไมโครโฟนนะครับ จะทำหน้าที่เปลี่ยนเสียงเป็นพลังงานไฟฟ้านะครับ โดยค่าความต่างศักย์ไฟฟ้า ของคอนเดนเซอร์ไมโครโฟนนะครับ จะขึ้นอยู่กับความดังและความถี่ของเสียงนะครับ ไมโครโฟนชนิดนี้นะครับ นำไปใช้ในโทรศัพท์ไร้สายนะครับ หรือวงจรตรวจจับเสียงนะครับ เซนเซอร์ตรวจจับเสียงอีกชนิดหนึ่งนะครับ ที่นำมายกตัวอย่าง ก็คืออัลตราโซนิกเซนเซอร์นะครับ ทำหน้าที่เปลี่ยนเสียงเป็นพลังงานไฟฟ้า เช่นเดียวกับคอนเดนเซอร์ไมโครโฟนนะครับ แต่จะรับช่วงความถี่ ที่ประมาณสาม 38-40 กิโลเฮิรตซ์นะครับ ซึ่งสูงกว่าที่มนุษย์เราได้ยินนะครับ จึงมักใช้ในการวัดระยะทางนะครับ สำหรับบทเรียนนี้นะครับ นักเรียนจะเห็นได้ว่าความรู้พื้นฐาน เกี่ยวกับอุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์นะครับ มีความสำคัญต่อการพัฒนา หรือสร้างสรรค์เทคโนโลยีนะครับ เนื่องจากเป็นส่วนประกอบสำคัญ ที่จะทำให้เทคโนโลยีต่าง ๆ ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพนะครับ สำหรับกิจกรรมที่ 5.2 นะครับ วิเคราะห์กลไกไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์ ในสิ่งของเครื่องใช้นะครับ ให้นักเรียนเลือกเครื่องใช้ไฟฟ้า มา 1 ชนิดนะครับ เพื่อศึกษากลไกการทำงาน ของอุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ ของเครื่องใช้ไฟฟ้าที่เลือก ในประเด็นดังต่อไปนี้นะครับ กลไกอุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ ที่ใช้ในเครื่องใช้ไฟฟ้านั้นมีอะไรบ้างนะครับ การทำงานของกลไกและอุปกรณ์ไฟฟ้า และอิเล็กทรอนิกส์ในเครื่องใช้ไฟฟ้านั้น มีการทำงานสัมพันธ์กันอย่างไรนะครับ หากกลไกอุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ เกิดการทำงานผิดพลาดจะส่งผลต่อการทำงาน ของเครื่องใช้ไฟฟ้าอย่างไรนะครับ นักเรียนสามารถบันทึกกิจกรรม ตามหัวข้อบนหน้าจอได้เลยนะครับ แล้วก็อย่าลืมทำกิจกรรมกันด้วยนะครับ สวัสดีครับ [เสียงดนตรี]