🎛 EP4: Analog Control with VR (Potentiometer)

ใช้ ตัวต้านทานปรับค่าได้ (VR / Potentiometer) ควบคุม ค่าดิจิทัลบน ICON-32 และนำไปใช้ควบคุมความสว่าง LED (PWM)

🎯 จุดประสงค์การเรียนรู้

• อธิบายได้ว่า VR คืออะไร / ทำหน้าที่อะไรในวงจร
• เข้าใจแนวคิด ตัวแบ่งแรงดัน (Voltage Divider) อย่างง่าย
• อ่านค่าแอนะล็อกจากขา ADC ของ ICON-32 (ESP32) ได้
• ใช้ฟังก์ชัน analogRead() + map() เพื่อแปลงค่า
• ควบคุมความสว่าง LED ตามค่าจาก VR ด้วย PWM (เช่น ledcWrite() บน ESP32)

🧩 อุปกรณ์ที่ใช้

🧠 1) VR คืออะไร?

VR (Variable Resistor / Potentiometer) คือ ตัวต้านทานที่ปรับค่าได้โดยการหมุนแกน
มี 3 ขา:

• ขา 1 → ต่อกับ VCC
• ขา 3 → ต่อกับ GND
• ขา 2 (กลาง, Wiper) → แรงดันแปรผันตามการหมุน (0V–VCC)

แนวคิด: Voltage Divider

เมื่อเราหมุน VR → ค่าแรงดันที่ขากลางจะเปลี่ยนกลายเป็น “แรงดันแอนะล็อก” ที่เรานำไปเข้าขา ADC ของ ESP32 ได้

🔌 2) การต่อวงจร VR เข้ากับ ICON-32

ให้ใช้ แรงดัน 3.3V จาก ICON-32 นะครับ (อย่าใช้ 5V)

ICON-32 (ESP32)

3.3V ──────────┐
               │
             [ VR ]
               │
GND ───────────┘

ขากลาง (Wiper) ของ VR ───► GPIO 34 (ADC)

ICON-32 (ESP32)

3.3V ──────────┐
               │
             [ VR ]
               │
GND ───────────┘

ขากลาง (Wiper) ของ VR ───► GPIO 34 (ADC)

• ขา 1 ของ VR → 3.3V
• ขา 3 ของ VR → GND
• ขากลาง → ขา ADC (เช่น GPIO 34, 35, 36, 39 ฯลฯ – เลือกขา ADC ได้)

⚙️ 3) การอ่านค่าแอนะล็อกบน ESP32 (ICON-32)

บน ESP32: analogRead(pin) ให้ค่า 0–4095 (12-bit ADC)

💻 โปรแกรมที่ 1: อ่าน VR แล้วแสดงใน Serial Monitor

const int vrPin = 34; // ขา ADC
int value = 0;

void setup() {
  Serial.begin(115200);
}

void loop() {
  value = analogRead(vrPin);   // อ่านค่า 0–4095
  Serial.println(value);
  delay(200);
}

const int vrPin = 34; // ขา ADC
int value = 0;

void setup() {
  Serial.begin(115200);
}

void loop() {
  value = analogRead(vrPin);   // อ่านค่า 0–4095
  Serial.println(value);
  delay(200);
}

ให้นักเรียน:

• เปิด Serial Monitor
• หมุน VR แล้วดูว่าค่าเปลี่ยนจาก ใกล้ 0 → ใกล้ 4095

💡 4) แปลงค่า ADC → ช่วงที่ต้องการ (เช่น 0–100%)

เราสามารถใช้ map() เพื่อแปลงช่วง 0–4095 ให้เป็นเปอร์เซ็นต์ 0–100

const int vrPin = 34;

void setup() {
  Serial.begin(115200);
}

void loop() {
  int raw = analogRead(vrPin);
  int percent = map(raw, 0, 4095, 0, 100);

  Serial.print("RAW = ");
  Serial.print(raw);
  Serial.print("  ,  ");
  Serial.print("PERCENT = ");
  Serial.print(percent);
  Serial.println(" %");

  delay(200);
}

const int vrPin = 34;

void setup() {
  Serial.begin(115200);
}

void loop() {
  int raw = analogRead(vrPin);
  int percent = map(raw, 0, 4095, 0, 100);

  Serial.print("RAW = ");
  Serial.print(raw);
  Serial.print("  ,  ");
  Serial.print("PERCENT = ");
  Serial.print(percent);
  Serial.println(" %");

  delay(200);
}

ใช้ตัวอย่างนี้เชื่อมกับเนื้อหาคณิต: สัดส่วน / การสเกลค่า

💡 5) ควบคุมความสว่าง LED ด้วย VR (PWM)

บน ESP32 เราควรใช้ ระบบ PWM แบบ ledcWrite() (เพราะ analogWrite() ไม่มีใน ESP32 core แบบปกติ)

🔌 การต่อวงจร LED

GPIO 2 ──[220Ω]──►|─── GND
                LED

GPIO 2 ──[220Ω]──►|─── GND
                LED

💻 โปรแกรมที่ 2: VR → LED Brightness (ESP32 แบบ ledc)

const int vrPin = 34;   // ขาอ่านค่า VR
const int ledPin = 2;   // ขา PWM ออกไปหา LED

// กำหนดช่องสัญญาณ PWM
const int pwmChannel = 0;
const int pwmFreq = 5000;      // ความถี่ 5 kHz
const int pwmResolution = 8;   // ความละเอียด 8 บิต (0–255)

void setup() {
  Serial.begin(115200);

  // ตั้งค่า PWM
  ledcSetup(pwmChannel, pwmFreq, pwmResolution);
  ledcAttachPin(ledPin, pwmChannel);
}

void loop() {
  int raw = analogRead(vrPin);               // 0–4095
  int pwmValue = map(raw, 0, 4095, 0, 255);  // แปลงเป็น 0–255

  ledcWrite(pwmChannel, pwmValue);

  Serial.print("RAW:");
  Serial.print(raw);
  Serial.print("  PWM:");
  Serial.println(pwmValue);

  delay(50);
}

const int vrPin = 34;   // ขาอ่านค่า VR
const int ledPin = 2;   // ขา PWM ออกไปหา LED

// กำหนดช่องสัญญาณ PWM
const int pwmChannel = 0;
const int pwmFreq = 5000;      // ความถี่ 5 kHz
const int pwmResolution = 8;   // ความละเอียด 8 บิต (0–255)

void setup() {
  Serial.begin(115200);

  // ตั้งค่า PWM
  ledcSetup(pwmChannel, pwmFreq, pwmResolution);
  ledcAttachPin(ledPin, pwmChannel);
}

void loop() {
  int raw = analogRead(vrPin);               // 0–4095
  int pwmValue = map(raw, 0, 4095, 0, 255);  // แปลงเป็น 0–255

  ledcWrite(pwmChannel, pwmValue);

  Serial.print("RAW:");
  Serial.print(raw);
  Serial.print("  PWM:");
  Serial.println(pwmValue);

  delay(50);
}

หมุน VR → ความสว่าง LED จะเพิ่ม–ลดตามค่า จะเห็นความสัมพันธ์ “แรงดันแอนะล็อก → ค่าดิจิทัล → PWM → ความสว่าง”

🧠 6) อธิบายแนวคิด PWM ง่าย ๆ

ไมโครคอนโทรลเลอร์ “เปิด–ปิด” ไฟอย่างรวดเร็วมาก ๆ
ถ้าเปิดนานกว่าปิด → ดูเหมือนไฟสว่าง
ถ้าปิดนานกว่าเปิด → ดูเหมือนไฟหรี่

• ค่า PWM = 0 → ปิดตลอด (0% duty)
• ค่า PWM = 127 → เปิดครึ่ง–ปิดครึ่ง (50% duty)
• ค่า PWM = 255 → เปิดตลอด (100% duty)

🧪 7) แบบฝึกหัด

1. เปลี่ยนค่า pwmResolution เป็น 10 บิต (0–1023)
   • แล้วแก้ map() ให้สอดคล้อง
2. แสดงข้อความใน Serial Monitor ว่า:
   • "Brightness: XX %" แทนค่า PWM ตรง ๆ
3. ต่อ LED อีกดวง:
   • LED1 = ความสว่างตรงตามค่า VR
   • LED2 = กลับด้าน (VR มาก → หรี่, VR น้อย → สว่าง)
4. ใช้ VR ควบคุม “ความเร็วไฟวิ่ง” (EP2):
   • VR ต่ำ → วิ่งช้า
   • VR สูง → วิ่งเร็ว

📊 ตารางสรุปคำสั่ง

🧾 8) สรุป