ทดลองใช้งานเทคโนโลยีสื่อสารไร้สายแบบพื้นฐานก่อนที่จะไปใช้เทคโนโลยีระดับสูงกันดีกว่า !!!

การเริ่มพัฒนาเทคโนโลยีไร้สาย

ปัจจุบัน การสื่อสารเกือบทุกชนิดที่เราได้สัมผัส เป็นการสื่อสารแบบไร้สายก็ว่าได้ ไม่ว่าจะเป็น เทคโนโลยีบลูทูซ WIFI อื่นๆ อีกมากมาย ถ้าพูดถึงงานทางด้านเทคนิคและการพัฒนาอุปกรณ์ต่างๆ เหล่านี้แล้ว ค่อนข้างหาคนที่สามารถพัฒนาได้น้อยมาก เมื่อเทียบกับผู้ใช้งานเทคโนโลยี แต่ถ้าท่านเป็นผู้หนึ่งที่กำลังมีความสนใจเกี่ยวกับงานด้านนี้ หรือกำลังเริ่มที่จะศึกษาเทคโนโลยีไร้สาย เพื่อนำไปใช้ในงานต่างๆ ที่ท่านสนใจ เช่น การเปิด,ปิดอุปกรณ์ไฟฟ้า การสั่งงานเครื่องจักร เครื่องที่อำนวยความสะดวกให้มนุษย์ หรือแม้กระทั้งระบบรักษาความปลอดภัย
วิธีการที่จะสร้างชิ้นงานที่เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีไร้สายก็มีหลายวิธี

ซึ่ง ปัจจุบันสามารถหาซื้อได้ตามร้านอิเล็กทรอนิกส์ทั่วๆ ไป ไม่ว่าจะเป็น บลูทูซ ก็มีเป็นโมดูลมาขายให้ทดลองเล่นกันแล้ว ราคาก็ไม่แพงจนเกินไป เมื่อเทียบกับเทคโนโลยีที่ซื้อมา แต่บางครั้งงานที่ต้องการนำเทคโนโลยีไร้สายเข้าไปช่วย ก็ไม่ได้ต้องการเทคโนโลยีที่สูงมากนัก ไม่ว่าจะเป็นทางด้านความเร็ว โปโตคอลที่ทันสมัย แต่กับต้องการระยะทางที่ไกลมากขึ้น โดยมีข้อมูลที่ส่งเพียงไม่กี่บิต ถ้าจะไปเอาโมดูลที่กล่าวมาแล้วมาใช้งาน ก็คงต้องซื้อแบบที่มีกำลังส่งสูงๆ มา ซึ่งราคาก็จะสูงตามไปด้วย ยิ่งถ้าหากระยะทางในการส่งข้อมูลไกลมากขึ้น ก็คงเป็นการลงทุนที่ไม่คุ้มกันแน่ ผมเองกลับคิดว่าถ้าเราหาเทคโนโลยีหรืออุปกรณ์ที่มีอยู่แล้วในท้องตลาดบ้าน เรา ที่ราคาไม่แพงมากนัก สามารถนำมาประยุกต์ใช้งานได้ก็น่าที่จะเป็นเรื่องดี ผมเองจึงได้คิดโมดูล รับ-ส่ง หรือจะพูดว่าเป็นโมเด็มเอนกประสงค์ก็คงไม่ผิด ซึ่งมีความเร็วที่ไม่มากนัก เหมาะสำหรับงานที่ต้องการระยะทางควบคุมไกลๆ ข้อมูลที่ส่งไม่เร็วมากนัก เช่น สัญญาณควบคุมต่างๆ หรือแม้กระทั้งการนำไปประยุกต์ใช้กับโครงงานที่ต้องการควบคุมระยะทางไกลๆ (หุ่นยนต์สำรวจ) ได้ จึงได้ทดลองและสร้างโมเด็มเอนกประสงค์ขึ้น มีรายละเอียดและการทำงานดังนี้

คุณสมบัติ

1. ความเร็วในการส่งสัญญาณ 1200 bps
2. มอดูเลทแบบดิจิตอล (FSK)
3. รับสัญญาณดิจิตอลอินพุทและส่งสัญญาณดิจิตอลเอาท์พุทเป็นแบบ TTL
   (ต่อใช้งานกับไมโครคอนโทรเลอร์ได้โดยตรง)
4. มีช่องสัญญาณตรวจสอบสัญญาณคลื่นพาหะ
   (ใช้สำหรับตรวจสอบว่าเครื่องส่งหยุดส่งสัญญาณหรือยัง)
5. มีภาคจ่ายไฟให้วงจรในตัว ผู้ใช้สามารถใช้แหล่งจ่ายได้หลายรูปแบบ
6. สามารถปรับความเร็วให้เหมาะสมกับการใช้งานได้
7. สามารถสื่อสารแบบ HALF และ FULL DUPLEX ได้
8. ชิพที่ใช้เป็นมาตรฐาน CCI

มาถึงตรง นี้ท่านที่มีความรู้เกี่ยวกับอิเล็กทรอนิกส์เป็นอย่างดีก็คงจะสนใจวงจร โมเด็มเอนกประสงค์นี้แล้วใช้ไหมครับ แต่สำหรับท่านที่ไม่มีพื้นความรู้ทางนี้มาก ก็คงที่จะยัง งง… อยู่ใช้ไหมครับ ผมจะขออธิบายต่อละกันครับ สำหรับหลักการที่จะนำวงจรนี้ไปประยุกต์ใช้งาน

อินเตอร์เฟส Keyboard PC ด้วย MCS51

การควบคุมการทำงานของระบบคอมพิวเตอร์แบบฝังตัว ในงานลักษณะต่างๆ ที่มีฟังก์ชั่นการทำงานมากๆ จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องใช้ Key ควบคุมต่างๆเข้ามาต่อกับระบบ หากมองในมุมของการออกแบบวงจรแล้ว จำนวนสาบสัญญาณทีต่อเข้ากับตัวของ CPU ก็มีผลอย่างมากในการเลือกใช้ IC เบอร์ต่างๆ ยิ่งถ้าการต่อสวิตช์แบบเมตริกแล้ว ถึงแม้ว่าจะลดจำนวนสายที่ต่อลงได้มากกว่าการต่อแบบ บิตต่อบิต แต่ก็ยังถือว่ามากอยู่หากต้องการจำนวนสวิตช์ที่มากขึ้น ต่างกับเทคนิคการสร้างและส่งสัญญาณของ Keyboard PC ที่มีจำนวนปุ่มกดมากกว่าหลายเท่าแต่กลับใช้สายสัญญาณเพียงสองเส้น หรือในงานที่ต้องการส่งสัญญาณแบบที่ต้องใช้สายน้อยจริงๆก็สามารถตัดให้เหลือเพียงเส้นเดียวได้ ดังนั้นการที่จะศึกษาถึงเทคนิคการสร้างสัญญาณของ Keyboard PC ให้ละเอียดแล้วน่าที่จะเป็นการดีที่เราจะสามารถออกแบบงานควบคุมต่างๆได้ โดยควบคุมผ่าน Keyboard PC ที่ราคาไม่ถึงร้อยบาท แต่ได้ฟังก์ชั่นท์การทำงานที่มากขึ้น หรือจะนำไปประยุกต์ใช้งานอื่นๆได้อีกมากมาย

บทความนี้จะยกตัวอย่างการติดต่อกับ Keyboard PC โดยใช้ MCS51 เป็นตัวประมวลผล

ก่อนอื่นมาดูกันก่อนว่า ขั้วต่อของ Keyboard PC มีที่ใช้งาน กันทั่วๆ ไปมีกี่แบบกันก่อน ตามรูปจะเห็นได้ว่ามีสองแบบ ที่นิยมแบบแรก คือแบบ DIN หัวต่อแบบนี้จะใหญ่ใช้ใน เครื่องคอมพิวเตอร์รุ่นเก่าๆ อีกแบบ คือแบบ PS2 แบบนี้ จะเห็นกันอย่างแพร่หลาย การส่งสัญญาณและลักษณะ ของสัญญาณที่ Keyboard สร้างขึ้นมีหลายแบบหลาย มาตราฐานมากๆ ผมจะขอแนะนำเฉพาะที่สามารถหามาทดลองเล่นกันได้ง่ายๆ แต่ว่าจะบอกถึงสัญญาณที่ Keyboard แบบต่างๆ ส่งออกมา ให้ตามตารางด้านล่างครับ

การทำงานของ Keyboard PC

ตัว Keyboard PC จะใช้ไฟเลี้ยง 5 Vdc และมีสายสัญญาณ สองเส้น เส้นแรกเป็น DATA อีกเส้นเป็น Clock การส่ง สัญญาณเป็นแบบ 11 Bit แต่ละปุ่มมีค่า ที่ส่งออกมาเรียกว่า Scancode โดยที่แต่ละปุ่มจะส่งค่า Scancode ออกมา ไม่เหมือนกันและไม่สนใจการกดปุ่มพิเศษต่างๆ ด้วย แต่จะส่งสัญญาณบ่งบอกว่าขณะนั้นๆ ปุ่มใดถูกกดและ ปุ่มใดถูกปล่อย ส่วนภาษาของ Keyboard ที่เราเห็นว่า สามารถพิมพ์ได้หลายภาษา ในส่วนนี้เป็นหน้าที่ของ Software ที่ติดตั้งในระบบปฏิบัติการและการ พิจารณาว่าปุ่มพิเศษ เช่นการกด Shift , Ctrl, Alt เป็นหน้าที่ของ BIOS ในเมนบอร์ด เครื่องคอมพิวเตอร์ จากที่กล่าวไปแล้วนั้นการจะนำสัญญาณของ Keyboard มาใช้งานได้จำเป็นจะต้องมี สายสัญญาณอย่างน้อย สามเส้น คือ GND, VCC, DATA ส่วน Clock จะใช้หรือไม่ก็ได้ การกดแป้นพิมพ์บางตำแหน่ง Keyboard เองไม่ได้ส่งสัญญาณมาเพียง Byte เดียว แต่อาจส่งมากกว่าสาม Byte เลย ดังนั้น การนำสัญญาณที่รับได้มาพิจารณาก็เป็นหน้าที่ของ แฟรมแวร์ที่ออกแบบ

หัวต่อแบบ DIN	หัวต่อแบบ PS2
ตัวอย่างสัญญาณ Keyboard	ตัวอย่างสัญญาณ Keyboard
ตัวอย่างสัญญาณ Keyboard	ตัวอย่างสัญญาณ Keyboard