การต่อ Button Switch

🧩 1. หลักการทำงานของ Button Switch

Button (สวิตช์กดติด–ปล่อยดับ) คืออุปกรณ์ที่ใช้ “ส่งสัญญาณควบคุม” ให้ไมโครคอนโทรลเลอร์
โดยเมื่อกดปุ่ม วงจรจะเชื่อมต่อ (short) ระหว่างสองขาเข้าด้วยกัน

• ขณะ ไม่กดปุ่ม → วงจร “เปิด” (ไม่มีสัญญาณ)
• ขณะ กดปุ่ม → วงจร “ปิด” (กระแสไฟผ่านได้)

ESP32 หรือ Arduino จะอ่านค่านี้เป็น:

• HIGH (1) = มีไฟแรงดัน 3.3V หรือ 5V
• LOW (0) = ต่อกราวด์ (0V)

🧠 2. ปัญหาที่เกิดขึ้นเมื่อไม่ใช้ตัวต้านทาน Pull-up / Pull-down

ถ้าเราต่อปุ่มกดตรง ๆ เข้าขา Input โดยไม่มีตัวต้านทาน จะเกิดสถานะที่เรียกว่า

“Floating State” — ขา Input จะลอย ไม่มีค่าแน่นอน (อ่านค่าได้มั่ว HIGH หรือ LOW สลับไปมา)

🔧 วิธีแก้:

ใช้ ตัวต้านทาน (Resistor) ดึงขา Input ให้มีค่าคงที่:

• ดึงขึ้น (Pull-up) → ให้ขาอยู่ที่ HIGH เมื่อไม่กด
• ดึงลง (Pull-down) → ให้ขาอยู่ที่ LOW เมื่อไม่กด

🧩 3. วงจรแบบ Pull-up

📘 หลักการ:

• เมื่อไม่กด → ขา Input ต่อกับ VCC ผ่านตัวต้านทาน → อ่านค่า HIGH
• เมื่อกด → ขา Input ต่อกับ GND → อ่านค่า LOW

🔌 การต่อวงจร:

  +3.3V
    │
   [10kΩ]  ← Pull-up Resistor
    │
Button───► GPIO (Input)
    │
   GND

  +3.3V
    │
   [10kΩ]  ← Pull-up Resistor
    │
Button───► GPIO (Input)
    │
   GND

📘 ตัวอย่างโค้ด:

const int button = 4;
const int led = 2;

void setup() {
  pinMode(button, INPUT_PULLUP); // เปิด Pull-up ภายใน
  pinMode(led, OUTPUT);
}

void loop() {
  int state = digitalRead(button);  // อ่านค่า
  if (state == LOW) {               // เมื่อกดปุ่ม (LOW)
    digitalWrite(led, HIGH);
  } else {
    digitalWrite(led, LOW);
  }
}

const int button = 4;
const int led = 2;

void setup() {
  pinMode(button, INPUT_PULLUP); // เปิด Pull-up ภายใน
  pinMode(led, OUTPUT);
}

void loop() {
  int state = digitalRead(button);  // อ่านค่า
  if (state == LOW) {               // เมื่อกดปุ่ม (LOW)
    digitalWrite(led, HIGH);
  } else {
    digitalWrite(led, LOW);
  }
}

🔎 คำอธิบาย:

• INPUT_PULLUP คือการเปิด Pull-up resistor ภายในบอร์ด (ไม่ต้องต่อภายนอก)
• เมื่อไม่กด = HIGH
• เมื่อกด = LOW

🧩 4. วงจรแบบ Pull-down

📘 หลักการ:

• เมื่อไม่กด → ขา Input ต่อกับ GND ผ่านตัวต้านทาน → อ่านค่า LOW
• เมื่อกด → ขา Input ต่อกับ VCC → อ่านค่า HIGH

🔌 การต่อวงจร:

GPIO (Input) ─── Button ─── +3.3V
     │
   [10kΩ]
     │
    GND

GPIO (Input) ─── Button ─── +3.3V
     │
   [10kΩ]
     │
    GND

📘 ตัวอย่างโค้ด:

const int button = 4;
const int led = 2;

void setup() {
  pinMode(button, INPUT);  // ไม่มี Pull-up ภายใน
  pinMode(led, OUTPUT);
}

void loop() {
  int state = digitalRead(button);
  if (state == HIGH) {      // เมื่อกดปุ่ม (HIGH)
    digitalWrite(led, HIGH);
  } else {
    digitalWrite(led, LOW);
  }
}

const int button = 4;
const int led = 2;

void setup() {
  pinMode(button, INPUT);  // ไม่มี Pull-up ภายใน
  pinMode(led, OUTPUT);
}

void loop() {
  int state = digitalRead(button);
  if (state == HIGH) {      // เมื่อกดปุ่ม (HIGH)
    digitalWrite(led, HIGH);
  } else {
    digitalWrite(led, LOW);
  }
}

🔎 คำอธิบาย:

• ใช้ตัวต้านทาน 10kΩ ต่อจากขา Input ลง GND
• เมื่อไม่กด = LOW
• เมื่อกด = HIGH

🧠 5. ตารางเปรียบเทียบ Pull-up vs Pull-down

🧩 6. การทดสอบผลลัพธ์ผ่าน Serial Monitor

const int button = 4;

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  pinMode(button, INPUT_PULLUP);
}

void loop() {
  int val = digitalRead(button);
  Serial.println(val);
  delay(200);
}

const int button = 4;

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  pinMode(button, INPUT_PULLUP);
}

void loop() {
  int val = digitalRead(button);
  Serial.println(val);
  delay(200);
}

ผลลัพธ์:

1 1 1 0 0 0 1 1 ...

1 1 1 0 0 0 1 1 ...

เมื่อกดปุ่ม = 0
เมื่อปล่อยปุ่ม = 1

🔧 7. การแก้ปัญหาการเด้งของปุ่ม (Switch Bounce)

เมื่อกดปุ่มจริง สัญญาณอาจ “เด้ง” ไปมาหลายครั้งในไม่กี่มิลลิวินาที ทำให้ไมโครคอนโทรลเลอร์อ่านได้หลายครั้งต่อการกดครั้งเดียว

วิธีแก้:

1️⃣ ใช้ หน่วงเวลา (Software Debounce)
2️⃣ หรือใช้ ตัวเก็บประจุ (Hardware Debounce) ต่อขนานกับสวิตช์

📘 ตัวอย่างโค้ด Software Debounce:

const int button = 4;
const int led = 2;
unsigned long lastPress = 0;

void setup() {
  pinMode(button, INPUT_PULLUP);
  pinMode(led, OUTPUT);
}

void loop() {
  int reading = digitalRead(button);
  if (reading == LOW && millis() - lastPress > 300) {
    lastPress = millis();
    digitalWrite(led, !digitalRead(led)); // สลับสถานะไฟ
  }
}

const int button = 4;
const int led = 2;
unsigned long lastPress = 0;

void setup() {
  pinMode(button, INPUT_PULLUP);
  pinMode(led, OUTPUT);
}

void loop() {
  int reading = digitalRead(button);
  if (reading == LOW && millis() - lastPress > 300) {
    lastPress = millis();
    digitalWrite(led, !digitalRead(led)); // สลับสถานะไฟ
  }
}

🧩 8. แบบฝึกหัดท้ายตอน

1️⃣ ต่อปุ่มแบบ Pull-up แล้วเขียนโค้ดเปิด LED เมื่อกดปุ่ม
2️⃣ ต่อปุ่มแบบ Pull-down แล้วเขียนโค้ดเปิด LED เมื่อกดปุ่ม
3️⃣ เขียนโค้ดให้ LED “สลับสถานะ” ทุกครั้งที่กดปุ่ม
4️⃣ เพิ่มฟังก์ชัน Serial.println() เพื่อแสดงสถานะปุ่มแบบเรียลไทม์
5️⃣ ทดลองเพิ่ม Debounce Delay แล้วเปรียบเทียบความแตกต่าง

🧾 9. สรุปแนวคิดสำคัญ

📘 สรุปภาพรวมการทำงานของวงจรปุ่มกด

         (Pull-up)
   +3.3V ──[10kΩ]───┐
                     │
                 GPIO (Input)
                     │
                 Button
                     │
                    GND

         (Pull-up)
   +3.3V ──[10kΩ]───┐
                     │
                 GPIO (Input)
                     │
                 Button
                     │
                    GND

• ไม่กด = HIGH
• กด = LOW