แวะทำกล่องฉายแสง UV ให้ลายวงจรแผ่นทองแดง

มินิโปรเจคนี้ทำร่วมกับน้องมีมี่ เมื่อวันจันทร์ที่ 4 พฤศจิกายน พ.ศ. 2556 เพื่ออำนวยความสะดวกต่อการกัดแผ่นลายวงจรด้วยวิธีใหม่สำหรับกัดลายให้โปรเจค โดยวิธีนี้จะใช้ดรายฟิล์มวาดลาย ซึ่งทำให้เส้นคมชัด มีความแม่นยำกว่าใช้เตารีด ฮ่าๆๆๆ  แบ่งเป็น 2 ส่วน คือส่วนฮาร์ดแวร์ และส่วนซอฟท์แวร์

จากกล่องใส่ของธรรมดานำมาใส่หลอด UV และไมโครคอนโทรลเลอร์ เราก้อจะได้ กล่องสำหรับฉายแสง UV สามารถตั้งเวลาควบคุมการเปิด-ปิดไฟอัตโนมัติ เคลื่อนย้ายสะดวก ตั้งชื่อให้มันว่า UV Exposure Box  นี่เป็นรูปร่างหน้าตาของเจ้ากล่องนี้

เราจะเห็นสายไฟสองเส้น เส้นนึงคือปลั๊กเสียบไฟบ้าน อีกเส้นคือสาย USB-RS232 เอาไว้ต่อกับคอมพิวเตอร์

ส่วนประกอบคร่าวๆ ใต้ฝากล่อง ประกอบด้วย
หลอด UV ขนาด 10 Watt ราคา 50 บาท จาก ร้านค้าหลอดไฟข้าง KFC ที่คลองถม
รางเหล็กประกอบหลอด
หม้อแปลงจากกองขยะ
บอร์ดเรกูเลเตอร์(เอาของรุ่นพี่มา)
LDR สำหรับ Feedback Control

 

ส่วนบนฝากล่องประกอบด้วยอุปกรณ์คร่าวๆดังนี้
ไมโครคอนโทรลเลอร์ PIC 18F452 ของเหลือจากรุ่นพี่ที่ไปค้นมาในกองของเก่า
บอร์ด Relay
บอร์ดแปลง USART จากไมโครคอนโทรลเลอร์เป็น RS232 อันนี้ทำเองจากโปรเจคตอนปี 2

การใช้งานอันดับเเรกนั้น อย่าลืมเสียบไฟบ้านเข้ากับเครื่องก่อน (ไฟ 220 Volt ระวังอย่าสัมผัสโดน Terminal Block บนเครื่องถ้าไม่อยากโดนดูดนะจ้ะ) จะมีสวิตซ์ ON สำหรับเปิดเครื่อง

จากนั้นเราต้องเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ผ่านทางสาย USB-RS232 เพื่อให้เราสามารถติดต่อเครื่องได้โดยผ่านโปรแกรมผู้ช่วยของเรา

เท่านี้ก้อพร้อมใช้งานแล้วสำหรับเจ้ากล่องใบนี้ ใส่แผ่นทองแดงที่มี Dry film ติดเรียบร้อย มีลายวงจรที่วางทับอยู่ พร้อมรับแสง UV อย่าลืมทาครีมกันแดดด้วยนะจ๊ะ

เอาล่ะ ทีนี้เราจะมาเริ่มใช้งานโปรแกรมสุดมหัศจรรย์ ในการตั้งเวลาเปิด-ปิดหลอด UV ข้างใน เผื่อออกไปเที่ยว กินข้าว ดูหนัง ออกกำลัง ช็อปปิ้ง ตีกอล์ฟ ตกปลา ให้อาหารหมา เป็นต้นจ้ะ เพราะเปิดทิ้งไว้นานไป Dry film จะล้างออกยาก

นี่เป็นหน้าตาโปรแกรม

อันดับเเรก เลือก Com Port แล้วกด Connect

ต่อมาเป็นการตั้งเวลาที่ต้องการให้หลอด UV ส่องสว่างภายในกล่องน้อยกลอยใจสีม่วง
โปรแกรมสามารถตั้งเวลาสิริรวมแล้วได้ไม่เกิน 2 ชั่วโมง 59 วินาที
แต่เวลาใช้งานจริงๆแล้ว ตั้งไว้แค่ 2 นาทีก้อพอแล้วนะจ้ะ อย่าลืมนำแผ่นทองแดงกับลายใส่เข้าไปด้วยล่ะ อื้อ

ขั้นตอนสุดท้าย กด Start ปล่อยให้เครื่องทำงานตามยถากรรม เวลาจะเริ่มนับถอยหลัง และแสดงในโปรแกรมจนสิ้นสุดกระบวนการ

คำนวณแคลอรี่จากการวิ่งและการเดิน ด้วยสูตรคำนวณอันน่าเชื่อถือจาก ACSM

เหตุใดจึงใช้วิธีคำนวณแบบ ACSM

ACSM (American College of Sport Medicine) หรือ วิทยาลัยแพทย์เวชศาสตร์การกีฬาอเมริกัน ได้เสนอ Metabolic Equations สำหรับ คำนวณ VO₂ (Oxygen Consumption) ซึ่งทำให้สามารถทราบปริมาณพลังงานที่เสียไปจากการออกกำลังกาย โดยที่อิงจากปริมาณออกซิเจนที่ร่างกายใช้ สูตรสำหรับหา VO₂ ได้มาจากการวิจัยทางวิทยาศาสตร์กีฬา ที่ต้องเก็บค่าความเร็ว ความชัน ไว้ด้วย

Metabolic Measurement

ขั้นตอนการคำนวณอย่างแรก ต้องทราบค่า VO₂ หรือ Oxygen Consumption (การใช้ออกซิเจน) ซึ่งวัดได้ 2 วิธี
1. วัดทางตรง คือวัดออกซิเจนจากร่างกายโดยตรง ด้วยเครื่องมือเช่น Calorimetry อันนี้ทำได้ยาก มักใช้ในการวิจัย

 

 

2. วัดทางอ้อม ต้องทราบความเร็ว ความชัน ในระหว่างการวิ่ง หรือการเดิน วัดค่าพวกนี้ได้จากเซนเซอร์เช่น GPS และ IMU ปัจจุบันโทรศัพท์สมาร์ทโฟนมักมีอุปกรณ์ดังกล่าวในเครื่อง

 

ในการวัดทางอ้อม ต้องนำค่ามาเข้าสูตรคำนวณ ซึ่งวิธีคำนวณที่จะกล่าวถึงนี้ ต้องอาศัยการวัด ความเร็ว (m/min) และความชัน (%) เพื่อนำไปเข้าสูตรคำนวณ หา Oxygen Consumption (การใช้ออกซิเจน) ในลำดับเเรก

VO₂ = horizontal component + vertical component + resting component

จาก Metabolic Equations ค่าจากการเดินและการวิ่งใช้ตัวคูณที่แตกต่างกัน

The total rate of oxygen consumption during both rest and exercise

Walking:   VO₂ = 0.1 (speed) + 1.8 (speed) (fractional grade) + 3.5
Running:   VO₂ = 0.2 (speed) + 0.9 (speed)(fractional grade) + 3.5

VO₂ คือ Oxygen Respiration มีหน่วยเป็น  ml/kg x min
Speed (m/min) คือ ค่าความเร็ว ทั้งแนวดิ่ง และแนวราบ จะใช้ค่าเดียวกัน
Fractional grade (Decimal) คือ ค่าความชันของพื้นที่ (Slope) ขณะเดินหรือวิ่ง
คิดเป็น %

หลังจากได้ค่า VO₂ มาแล้ว สามารถนำมาคำนวณตามขั้นตอนต่อไปนี้

1. หากต้องการทราบพลังงานแคลอรี่ที่ใช้ไปจากการออกกำลังกาย หรือ Caloric Expenditure  จะไม่รวม resting component เข้าไป ซึ่งหมายถึง

Net VO₂ = VO₂ max (ml/kg x min) – 3.5 (ml/kg x min)

2. เมื่อได้ปริมาตรออกซิเจนที่หายใจไปแล้ว (Net VO2) ต้องนำค่ามาแปลงหน่วยจาก ml/kg x min ให้เป็น liters/minute โดยใส่น้ำหนักตัว (กิโลกรัม) เข้าไป

VO₂ x Body mass/1000 = VO₂  (L/min)

3. เมื่อ (Caloric Expenditure ในรูป  kcals/min) /5 = VO₂  (L/min)
และ ปริมาตร O₂ เป็นลิตร x 5 kcals/1 ลิตร O₂ = kcals

VO₂  (L/min) x 5 kcal/L O2 = kcal/min จะได้พลังงานเป็นกิโลแคลอรี่ที่ใช้ไปต่อนาที

4. หาพลังงานกิโลแคลอรี่ทั้งหมดตามจำนวนนาทีที่ออกกำลังกาย โดยการนำมาคูณกับเวลาที่ใช้ไป

kcal/min x min during exercise = kcals