เป้าหมาย

เมื่อจบบทเรียนนี้ คุณจะ

1. อ่าน potentiometer 4 ตัวผ่าน SAR ADC 12 บิต และแปลงเป็นแรงดันและเปอร์เซ็นต์
2. แสดงค่าเป็นกราฟเลื่อนแบบ oscilloscope และอธิบายความละเอียดของ ADC

ก่อนเริ่ม

• ผ่านบทเรียนก่อนหน้ามาแล้ว: fw-stack.m01.l01
• บอร์ด: TESAIoT Dev Kit
• แพลตฟอร์ม: PSoC Edge E84 · ModusToolbox
• เวลาโดยประมาณ: เนื้อหา 10 + ฝึกตาม 25 + แล็บ 30 + เช็กความเข้าใจ 5 = 70 นาที

ดูของจริงก่อน

แบบฝึกของ Developer Hub ที่เขียนไว้สำหรับบอร์ดฐาน QWA309 โดยตรง — เปิดบน Developer Hub แล้ว flash เฟิร์มแวร์สำเร็จรูปดูก่อนว่าหน้าจอเป็นอย่างไร

• QWA309 — Potentiometer Monitor — อ่าน 4 potentiometers (P15.4–P15.7) ผ่าน AUTANALOG SAR ADC 12-bit (Vref 1.8V) แสดงเป็น bar + แรงดัน + เปอร์เซ็นต์ real-time — practise แรกที่ใช้ ADC จริงบน TESAIoT Dev Kit
  README · โค้ด · Developer Hub
• QWA309 — 4-Channel ADC Scope — plot ค่า pot 4 ตัว (P15.4-7, SAR 12-bit) เป็นเส้น scrolling บน LVGL chart 0-100% — analog oscilloscope
  README · โค้ด · Developer Hub

แนวคิด — บอร์ดฐาน QWA309 มีอะไรให้ฝึก

potentiometer 4 ตัว (VR1–VR4 ที่ P15.4–P15.7) — สองแบบฝึกอ่านตัวเดียวกัน แต่แสดงผลต่างกัน: แผงตัวเลข+บาร์ กับ กราฟเลื่อนแบบออสซิลโลสโคป

แนวคิด — SAR ADC 12 บิตคืออะไร

อ่านค่าเป็นเลข 0–4095 เทียบกับ Vref 1.8 V (ไม่ใช่ 3.3 V) → ความละเอียด 1800/4095 ≈ 0.44 mV/ขั้น

ละเอียดกว่าที่ 3.3 V (≈0.81 mV) แต่ noise เพียงไม่กี่ mV ก็ทำให้ค่า raw กระเพื่อม 1–3 ขั้นได้ตามปกติ

แนวคิด — เริ่มต้น ADC เองในโค้ด UI module

ต่างจาก I2C ที่ master template เปิดไว้ให้ (บทเรียน 1.1) ADC ต้อง init เองทั้งหมด

Cy_GPIO_Pin_FastInit(..., CY_GPIO_DM_ANALOG, ...) ทั้ง 4 ขา → Cy_AutAnalog_Init() → Enable() → StartAutonomousControl()

แนวคิด — แปลงค่าดิบด้วยเลขจำนวนเต็ม

millivolts = raw * 1800 / 4095 · percent_tenths = raw * 1000 / 4095

raw = 2048 → 900 mV, 50.0% — ไม่ใช้ float และการหารปัดเศษทิ้งเสมอ (truncate)

แนวคิด — "Live" กับ "ADC settling" บอกอะไร

ตรวจ Cy_AutAnalog_SAR_GetHSchanResultStatus() ว่าครบ 4 ช่องหรือยัง — เป็นแค่ป้ายสถานะ

ตัวเลขบนจอถูกอัปเดตทุกรอบอยู่แล้ว ไม่ได้รอป้ายนี้ก่อน

แนวคิด — กราฟเลื่อน: จำนวนจุด × คาบสุ่ม = ความยาวหน้าต่าง

LV_CHART_UPDATE_MODE_SHIFT · SCOPE_POINTS = 100 จุด · SCOPE_PERIOD_MS = 60 ms

หน้าต่างเวลา = 100 × 60 ms = 6 วินาที — ลดคาบเหลือ 30 ms จะเหลือ 3 วินาที

แนวคิด — ชื่อช่อง VR1–VR4 ไม่ผูกกับ index เดียวกันเสมอ

Pot Monitor: VR1=index 1 (P15.5), VR2=index 0 (P15.4) — สลับกัน

ADC Scope: s_ch[]={0,1,2,3} ตรงตัว — หมุน pot ที่ P15.4 ตัวเดียวกัน เห็น VR2 ขยับในตัวหนึ่ง แต่ VR1 ขยับในอีกตัว

แนวคิด — ทักษะที่ฝึกในบทเรียนนี้

บทเรียนนี้พัฒนาทักษะต่อไปนี้ (ตามระดับ 1–5 ของหลักสูตร)

• mcu.adc-dac (ระดับ 2)
• gui.hmi (ระดับ 2)

ตัวอย่างสมบูรณ์ — แปลงค่าดิบด้วยเลขจำนวนเต็ม

pot_monitor_ui.c

raw = (uint16_t)Cy_AutAnalog_SAR_ReadResult(POT_ADC_INDEX,
                                            CY_AUTANALOG_SAR_INPUT_GPIO,
                                            channel->adc_channel);
raw &= 0x0FFFU;

millivolts = ((uint32_t)raw * POT_ADC_VREF_MV) / POT_ADC_FULL_SCALE;
percent_tenths = ((uint32_t)raw * 1000U) / POT_ADC_FULL_SCALE;

ตัวอย่างสมบูรณ์ — VR1/VR2 สลับ index

pot_monitor_ui.c

static pot_channel_t pot_channels[POT_COUNT] =
{
    { "VR1", "P15.5  ADC5", 1U, 0x14B8A6, /* ... */ },
    { "VR2", "P15.4  ADC4", 0U, 0x22C55E, /* ... */ },
    { "VR3", "P15.6  ADC6", 2U, 0xF59E0B, /* ... */ },
    { "VR4", "P15.7  ADC7", 3U, 0xF43F5E, /* ... */ },
};

จุดที่มักพลาด

• คิดว่า Vref คือ 3.3 V — จริงคือ POT_ADC_VREF_MV = 1800 (1.8 V)
• คิดว่าค่าแกว่ง 1–3 ขั้นคือ ADC เสีย — ที่ 0.44 mV/ขั้น noise เพียงไม่กี่ mV ก็ทำให้แกว่งได้ตามปกติ
• เทียบชื่อ VR1–VR4 ข้ามตัวอย่างโดยไม่ดู index จริง — สองตัวอย่างแมปชื่อกับ SAR index ไม่ตรงกัน
• รอป้าย "Live" ก่อนเชื่อค่าบนจอ — จริงคือจออัปเดตทุกรอบอยู่แล้วไม่ว่าป้ายจะขึ้นว่าอะไร

ตัวอย่างสมบูรณ์ — build และ flash

แบบฝึกชุด QWA309 ของ Developer Hub (อ้างอิงที่ commit e5c7722) รันบน TESAIoT Dev Kit เท่านั้น เพราะใช้อุปกรณ์บนบอร์ดฐาน

# ในโฟลเดอร์ master template (ดูบทเรียน 1.1)
# 1) ลบไฟล์ของ episode เก่าใน proj_cm55/apps/
# 2) คัดลอกไฟล์ทั้งหมดของ episode นี้ลงใน proj_cm55/apps/
make build
make program     # flash ผ่าน KitProg3

ฝึกเติม / แล็บ

1. ทาย ก่อนแก้: เลือกค่าหนึ่งค่าที่ README ของตัวอย่างอธิบายไว้ในส่วน How แล้วเขียนว่าจะเห็นอะไรเปลี่ยนบนจอหรือใน log
2. แก้และรัน build + flash แล้วเทียบกับที่ทายไว้ ถ้าไม่ตรง ให้หาว่าเข้าใจส่วนไหนผิด
3. ทำเพิ่ม ต่อยอดหนึ่งอย่างที่ตัวอย่างยังไม่มี แล้วเก็บภาพหรือวิดีโอไว้ใน portfolio

เช็กความเข้าใจ

• ADC 12 บิต ที่ Vref 1.8 V แยกแรงดันได้ละเอียดกี่มิลลิโวลต์ต่อขั้น
• ทำไมค่าที่อ่านได้กระโดดเล็กน้อยแม้ไม่ได้หมุน pot

คำตอบอยู่ใน README ของตัวอย่างและในโค้ด ถ้าตอบข้อใดไม่ได้ ให้กลับไปอ่านส่วน Why / What / How อีกครั้ง

ไปต่อ

• ทบทวนเป้าหมายทั้ง 2 ข้อของบทเรียนนี้ก่อนไปต่อ
• ถ้าตอบคำถามหน้าที่แล้วไม่ได้ครบ กลับไปอ่าน README ของตัวอย่างส่วน Why / What / How อีกครั้ง
• พร้อมแล้วไปเปิดบทเรียนถัดไปในโมดูลเดียวกัน

แหล่งอ้างอิง

• แบบฝึกทั้งหมดของ TESAIoT Dev Kit · commit e5c7722
• โค้ดเป็นของ Developer Hub และอ้างอิงด้วยลิงก์ ไม่ได้คัดลอกเข้าคลังนี้

เครดิต

"TESAIoT Firmware Stack: เฟิร์มแวร์ภาษา C บน TESAIoT Dev Kit" จาก TESA Open Knowledge โดยสมาคมสมองกลฝังตัวไทย (Thai Embedded Systems Association: TESA) https://github.com/tesaiot/tesa-qualification-program สัญญาอนุญาต CC BY-NC 4.0

ตัวอย่างโค้ดเป็นผลงานของ TESAIoT Firmware Stack โดยสมาคมสมองกลฝังตัวไทย (TESA) ใน tesaiot/developer-hub รายละเอียดการให้เครดิตอยู่ที่ ATTRIBUTION.md