ndrs-hw

ก่อนจะพูดถึง Ethernet TSN ขอเกริ่นประวัติของเครือข่ายสำหรับใช้ในอุตสาหกรรมซักหน่อยละกันครับ ในช่วงปี 1990 ซึ่งถือว่าเป็นช่วงเริ่มแรกของเครือข่ายสำหรับใช้ในอุตสาหกรรม มีหลายมาตรฐานการสื่อสารที่ถูกสร้างขึ้น โดยมีมาตรฐานมากกว่า 40 ตัวที่แข่งขันกัน จึงสร้างความสับสนให้กับผู้ใช้ที่ไม่รู้จะเลือกใช้อันไหน แต่เนื่องจากการแข่งขันเพื่อการอยู่รอดในตลาด แล้วท้ายสุดก็เหลือมาตราฐานที่เราคุ้นชินกันอยู่ เช่น CC-Link, PROFIBUS และ DeviceNet  โดยมาตราฐานเหล่านี้โดยส่วนใหญ่แล้วจะใช้ RS485 เป็นพื้นฐานสำหรับการสื่อสารจะยังคงมีความนิยมในตอนต้นของทศวรรษ 2000  หลังจากนั้นเนื่องจากความต้องการที่จะอยากให้ประสิทธิภาพที่ดีกว่าที่เป็นอยู่ ก็ได้มีการมีมาตราฐานใหม่โดยใช้เครือข่าย Ethernet เป็นฐาน ตัวอย่างเช่น PROFINET, Ethernet/IP, EtherCAT อย่างไรก็ตามก็ยังมีปัญหาที่ทำให้ไม่สะดวกในการใช้ Ethernet ในอุตสาหกรรมหรือโรงงาน โดยประเด็นสำคัญคือ: ความขาดคุณสมบัติการเรียลไทม์ ความทนทานต่อสภาพแวดล้อม เช่น อุณหภูมิ, ความชื้น, ฝุ่น และ noise เป็นต้น นั้นเองทำให้ในช่วงปี 2019 ได้มีการนำเสนอ มาตรฐาน “Ethernet TSN (Time Sensitive Network)” โดยอ้างอิงจากมาตรฐาน “Ethernet … Read More

การพัฒนาในโลกดิจิทัลมีผลกระทบอย่างมากต่อการใช้งานเครือข่ายและอุปกรณ์ไฟฟ้า หนึ่งในเทคโนโลยีที่สำคัญและทันสมัยที่ช่วยให้การสื่อสารและการเชื่อมต่อเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วคือ “Power over Ethernet” หรือ PoE PoE คืออะไร PoE ย่อมาจาก Power over Ethernet เป็นเทคโนโลยีจ่ายไฟฟ้าผ่านสาย LAN เพียงแค่มีสาย LAN เพียง 1 เส้นก็สามารถสื่อสารและใช้พลังงานร่วมกันได้จึงทำให้การติดตั้งสะดวกสบาย ไม่ว่าจะเป็นนอกอาคาร เพดาน หรือแม้กระทั่งบริเวณที่ไม่มีสายไฟก็สามารถใช้งานได้ ยกตัวอย่างเช่นกล้องรักษาความปลอดภัย สถานที่ติดตั้งจะมีทั้งนอกอาคาร และ ภายในอาคาร ถ้าหากไม่ใช้ PoE ปัญหาที่พบเจอก็คือ บริเวณที่ติดตั้งจะต้องมีแหล่งจ่ายไฟเสมอ จากนี้จะขออธิบายเนื้อหาของ PoE ที่สามารถเข้าใจได้ง่ายๆครับ มาตราฐาน PoE แบ่งออกได้ดังนี้ เปิดตัวครั้งแรกในปี 2003「PoE（IEEE 802.3af）」ครั้งที่สองปี 2009「PoE+（IEEE 802.3at）」และครั้งที่สามปี 2018「PoE++（IEEE802.3bt）」หลังจากนั้นก็มีหลายๆบริษัทพัฒนาเทคโนโลยี PoE เพื่อให้ได้กำลังไฟฟ้าที่สูงขึ้น ข้อเสียและข้อควรระวังหากจะใช้งาน PoE ราคาแพงกว่าอุปกรณ์ที่ไม่รองรับ PoE ต้องตัดสินใจให้ดีก่อนจะเลือกใช้งาน สำหรับกล้อง PTZ จะมีจุดบอดเมื่อกล้องเปลี่ยนตำแหน่งการจับภาพ ทำให้ต้องมีการติดตั้งกล้องหลายๆจุดเพื่อป้องกันจุดบอดนั้น … Read More

Photo by resources.altium.com สวัสดีครับ ท่านผู้อ่าน เจอกันอีกครั้งแล้วนะครับ สำหรับเนื้อหาในบทความนี้จะเป็นภาคต่อเนื่องจากครั้งก่อนที่ว่าเราจะทำการออกแบบ PCB อย่างไรเพื่อให้งานที่ออกแบบมีสัญญาณรบกวนให้น้อยที่สุด โดยในภาคนี้จะเน้นไปที่เรื่องเกี่ยวกับ Ground plane เป็นส่วนใหญ่ครับ ทำความเข้าใจวัตถุประสงค์ของบทความกันก่อนที่จะเข้าไปอ่านว่าเนื้อหาหลักส่วนใหญ่ที่กล่าวถึงในนี้จะเป็นสัญญาณรบกวนที่เกิดจากเส้นลายวงจรที่ใช้ส่งสัญญาณความถี่สูงเป็นหลัก เพราะเส้นสัญญาณความถี่สูงจะเป็นตัวสร้างสัญญาณรบกวนให้กับสิ่งที่อยู่รอบๆได้มาก ดังนั้นจึงขอแจ้งทำความเข้าใจเพื่อให้ผู้อ่านได้เข้าใจวัตถุประสงค์และนำไปปรับใช้กับงานออกแบบของท่านให้ได้เกิดประโยชน์กับท่านมากที่สุด ถ้าพร้อมแล้วไปเริ่มกันเลยครับ 1. ออกแบบโดยไม่กีดขวาง Ground plane ในการออกแบบลายวงจรพิมพ์เพื่อลดสัญญาณรบกวน จำเป็นต้องพิจารณาว่าจะไม่ทำให้การไหลของกระแสไฟฟ้าเบี่ยงหรืออ้อม จากรูป Vias ถูกจัดเรียงใกล้ชิดกันแบบต่อเนื่อง และ Ground plane (Ground ที่ Layer 2) ได้ถูกแบ่งออก ด้วยรูปแบบดังกล่าวกระแสส่วนใหญ่จะไหลผ่าน Vias (หมายถึง Vias ที่ 4 มุม) ส่งผลให้วงจรมีแนวโน้มที่จะเกิดสัญญาณรบกวนได้ เพราะกระแสมีการไหลอ้อมบริเวณที่มี Vias ติดกัน ถ้าหากต้องการเจาะ Vias ในจำนวนมากจริงๆ ด้วยเหตุผลด้านการออกแบบ ให้ทำระยะห่างระหว่างจุด Vias ตามรูป และปล่อยให้กระแสไหลผ่านระหว่างจุดเหล่านั้น การทำเช่นนี้กระแสสามารถไหลผ่านระหว่าง Vias … Read More

เรามาเรียนรู้แนวทางที่จะหลีกเลี่ยง 5 ปัญหาหรือข้อผิดพลาดกับการออกแบบ PCB ที่มักจะเกิดขึ้นระหว่างการออกแบบผลิตภัณฑ์ฮาร์ดแวร์บ่อยที่สุด Figure 1 Unassembled Mitayi Pico RP1 RP2040 boards from CIRCUITSTATE Electronics. PCB designed in KiCad and manufactured by PCBWay. Photo by Vishnu Mohanan  on Unsplash เมื่อเราพูดถึงการออกแบบผลิตภัณฑ์ฮาร์ดแวร์ มักจะมีข้อผิดพลาดเล็ก ๆ น้อย ๆ ที่จะพบเห็นซ้ำแล้วซ้ำเล่าอยู่เป็นประจำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งข้อผิดพลาดเกี่ยวกับการออกแบบ PCB จากการเชื่อมต่อ (Net, Connection) และจุดยึดหรือจุดบัตกรีชิ้นส่วนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดเข้าไว้ด้วยกันบนบอร์ด เรามาตรวจสอบการออกแบบดูกันหน่อยว่า 5 ข้อผิดพลาดเกิดขึ้นกับ PCB ที่พบบ่อยที่สุด มีอะไรบ้าง 1 – Footprint หรือ Land Pattern ไม่ถูกต้อง … Read More

Teraterm Macro เป็นสคริปต์ที่ใช้สำหรับการทำงานในโปรแกรม TeraTerm ซึ่งเป็นโปรแกรมเชื่อมต่อแบบพอร์ตซีเรียล (Serial Port) ที่ใช้สำหรับการควบคุมอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ ผ่านทางพอร์ตซีเรียล ซึ่ง TeraTerm Macro จะทำหน้าที่ส่งคำสั่งที่เขียนไว้ในสคริปต์ ไปยังอุปกรณ์ต่างๆ ผ่านทางพอร์ตซีเรียล โดยมีการตั้งค่าการเชื่อมต่อเป็นได้หลายแบบ เช่น Telnet, SSH, Serial, และอื่นๆ และ TeraTerm Macro ยังสามารถทำงานร่วมกับตัวแปร เงื่อนไข การวนซ้ำ การแสดงผล และคำสั่งอื่นๆ ที่ช่วยให้สามารถทำงานได้อย่างยืดหยุ่น ดังนั้น TeraTerm Macro จึงเป็นเครื่องมือที่ช่วยในการทำงานที่ซับซ้อนในสิ่งที่เกี่ยวข้องกับการควบคุมอุปกรณ์ทางอิเล็กทรอนิกส์ได้ง่ายขึ้น ตัวอย่าง ttl macro script ( Tera Term Language ) สำหรับการใช้งานเบื้องต้น เราสามารถใช้ free text editor เช่น notepad, notepad++ ในการเขียน macro script หรือจะใช้ … Read More

จากบทความก่อนหน้านี้ Introduction to Ltspice เราได้เรียนรู้การใช้งานเบื้องต้นเกี่ยวกับ Ltspice ไปบ้างแล้วถึงการใช้ Ltspice สำหรับทำการวิเคราะห์ของวงจร การสร้างวงจรใน Ltspice ง่ายมากเพียงแค่ดึง part ต่างๆ ที่อยู่ใน library ที่เค้าเตรียมไว้ให้มาต่อวงจรก็สามารถทำการวิเคราะห์ได้อย่างง่ายดาย เพียงแต่ part ที่เราดึงมาใช้นั้นโดยส่วนใหญ่ก็จะเป็น part ของ Linear Technology (ตอนนี้เปลี่ยนไปเป็นของ Analog Device แล้ว) ซึ่งก็แน่นอนหล่ะครับ เพราะว่า Ltspice นั้นเป็น tool ที่ให้ใช้ฟรีจาก Linear Technology ดังนั้น part ที่เค้าเตรียมไว้ให้เค้าก็ต้องเตรียมให้เฉพาะของเค้าเท่านั้น ซึ่งมาถึงจุดนี้ผู้อ่านบางท่านอาจมีคำถามว่าเราสามารถนำ part อื่นที่ไม่ใช่ของ Linear Techonlogy มาใช้วิเคราะห์ได้หรือเปล่า คำตอบคือได้ครับ วันนี้เราจะมาพูดถึงเรื่องนี้กันครับ กรณีเราจะใช้ part ที่ไม่มีให้เลือกใน Ltspice นั้นสามารถทำได้โดยการนำข้อมูลที่ทางผู้ผลิตจัดเตรียมไว้ให้มา import เข้า Ltspice … Read More

RS-485 หรือที่รู้จักในชื่อ TIA-485(-A) หรือ EIA-485 เป็นมาตรฐานการสื่อสารแบบดิจิทัลที่ใช้งานกันอย่างแพร่หลายในงานอุตสาหกรรม โดยการสื่อสารสามารถ รับ/ส่ง ได้ในระยะทางที่ไกลถึง 1200 เมตร Data rate ก็มากถึง 50Mbps และเชื่อมต่อกันได้หลายตัวด้วยการต่ออนุกรมกันตั้งแต่ 2 ตัวไปจนถึงหลัก 256 ตัว หรือมากกว่านั้นแล้วแต่คุณสมบัติของ IC และระบบ สามารถ Support ระบบไฟเลี้ยงได้ทั้ง 5V และ 3.3V การสื่อสาร RS-485 ไม่ใช่ Protocol จึงมีการนำ Protocol มาใช้งานบนการสื่อสาร RS-485 เช่น Modbus เป็นต้น รูปข้างล่างคือกราฟเปรียบเทียบความยาวสายเคเบิล vs Data rate กับมาตรฐานการสื่อสารอื่นๆ Network Topology การเชื่อมต่อ RS-485 นั้นมีหลากหลายแบบ แต่ละแบบก็มีข้อดีข้อเสีย ควรเลือกใช้งานตามความเหมาะสม แต่จะแนะนำให้ต่อแบบ Daisy chain … Read More

Junction Temperature ในปัจจุบันเทคโนโลยีการผลิตชิพ IC ต่างๆนั้นมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่องทำให้ผลิตภัณฑ์ชิพที่ออกมามีคุณสมบัติการใช้งานเพิ่มขึ้นแต่ในขณะเดียวกันตัวชิพกลับมาขนาดเล็กลง ซึงทำให้ชิ้นส่วน Semiconductor เหล่านี้เผชิญกับปัญหาด้านความร้อนในระหว่างการทำงาน ดังนั้นการออกแบบจึงต้องคำนึงถึงอุณหภูมิย่านการทำงานที่ยอมรับได้หรือที่เรียกว่า Junction Temperature (TJ) หากอุณหภูมิขณะการทำงานของตัว IC เกินกว่าค่า TJ จะส่งผลเสียหลายๆด้านต่อตัว IC เช่น ยังสามารถทำงานได้แต่อายุการใช้งานสั้นลง, อาจเกิดความเสียหายขณะใช้งาน และใน IC บางชนิดจำพวก MCU อาจมีการปิดการใช้งานเพื่อป้องกันความเสียหายกับตัว IC  โดยทั้งนี้ Thermal resistance จะมีความสำคัญในการคำนวนหาอุณหภูมิย่านการทำงาน (TJ) ข้างต้น หน่วยวัดความร้อนทั่วไปที่ใช้สำหรับการคำนวน Junction Temperature หน่วยวัดความร้อนที่มักใช้เป็นประจำนั้นได้แก่ Thermal Resistance และ thermal characterization parameter แต่จะมีแบ่งแยกย่อยออกมาดังตัวอย่างข้อมูลค่าหน่วยความร้อนของชิพ LMR14030 ในตารางด้านล่าง ตัวแปร Thermal Resistance เช่น RθJA และ RθJC เป็นตัวแปรที่มักถูกใช้มากที่สุดในหน่วยวัดอุณภูมิซึ่งจะพบเห็นได้ในเอกสารข้อมูล Specification … Read More

Logic Voltage Level การออกแบบวงจรนั้นจะต้องคำนึงถึง Logic Voltage Level เพื่อให้สัญญาณที่สื่อสารกันของแต่ละ IC ไม่ผิดพลาด โดยจะแบ่งชนิด Input และ Output ดังนี้ TTL และ CMOS ปกติแล้วเราจะมองสัญญาณเป็น 2 สถานะคือ สถานะ High (1) และสถานะ Low (0) ตัวอย่างเช่นสัญญาณ UART ในรูปด้านล่าง สมมติว่าวงจรนี้ใช้แรงดัน 5V ถ้าสัญญาณมีแรงดัน 5V จะเป็นสถานะ High และถ้าแรงดันเป็น 0V จะเป็นสถานะ Low ก่อนไปหัวข้อถัดไป อยากแนะนำให้รู้จักคำศัพท์ต่อไปนี้เสียก่อน Voltage Input High (VIH) : ช่วงแรงดันที่ IC คอนเฟิร์มว่าเป็นสถานะ High Voltage Input Low (VIL) … Read More