3 พล็อตกราฟด้วย Excel

ในบทเรียนนี้เป็นการนำ Excel มาพล็อตกราฟ โดยใช้ข้อมูลที่ใส่ไว้ในตาราง มีแบบฝึกหัดดังนี้

ในหัวข้อนี้เราจะนำข้อมูลที่เราใส่ไว้ในเวิร์คชีต มาสร้างเป็นกราฟ ในเอ็กเซลจะเรียก “ กราฟ ” ที่เราพล็อตกันว่า “ ชาร์ต ” (Chart) ซึ่งเป็นคำที่บุคลากรทางธุรกิจเรียกขานกัน เข้าใจว่าเอ็กเซลอาจจะทำกราฟเหล่านี้ขึ้นมาเพื่อใช้นำเสนอข้อมูลทางด้านธุรกิจมากกว่าข้อมูลทางด้านวิทยาศาสตร์และวิศวกรรม ดังนั้นคำว่ากราฟ (Graph) ที่เราคุ้นเคยกัน ในเมนูของเอ็กเซลจะใช้คำว่า chart

เอ็กเซลให้รูปแบบการสร้างชาร์ตไว้หลายประเภท เราจะลองสำรวจดูโดยคลิกที่แถบเมนู Insert >> Charts จะมีหน้าต่าง Chart Wizard ผุดขึ้นมา

ในกรอบสีแดงที่วงไว้ จะเห็นกราฟแบบต่าง ๆ ที่เอ็กเซลมีให้ เราจะสนใจเฉพาะ XY (Scatter) ซึ่งสามารถใช้ประโยชน์ได้ทั่วไปในงานทางวิทยาศาสตร์ แต่ก็มีรูปแบบกราฟที่มีลักษณะคล้ายกัน คือ แบบ Line ซึ่งเหมาะจะใช้กับการนำเสนอทางธุรกิจ

แบบฝึกหัดที่ 3.1 ทดลองสร้างกราฟอย่างง่าย ๆ

ให้นักศึกษาเปิดโปรแกรมเอ็กเซล และพิมพ์ข้อมูลต่อไปนี้ เราจะทดลองสร้างกราฟอย่างง่าย ๆ จากข้อมูลในตารางต่อไปนี้

เริ่มจากตาราง 1 จะพล็อตกราฟแบบ XY Scattering ทำตามขั้นตอนดังนี้

1. ระบายเซลล์ A3 ถึง B8 เลื่อนเมาส์ไปคลิกที่ปุ่ม Chart Wizard บน Tools bar

2. คลิกที่ XY (Scatter) และเลือกแบบกราฟย่อย ที่เป็นแบบแสดงจุด แต่ละคู่ของข้อมูล

 

3. เมื่อคลิก Next จะเห็นตัวอย่างกราฟที่เอ็กเซลพล็อตให้เรา

4 . คลิก Next ต่อไป

5. คลิก Next อีกครั้ง จะได้หน้าต่างที่ให้เราเลือกว่าจะสร้างกราฟเป็นเวิร์คชีต แผ่นใหม่ หรือจะให้กราฟที่สร้างขึ้นนี้ฝังไว้ในเวิร์คชีตเดียวกับข้อมูล ในที่นี้เราเลือกให้กราฟแสดงผลอยู่ในเวิร์คชีตเดียวกับข้อมูล

6. คลิก Finish จะได้กราฟที่เอ็กเซลสร้างให้ฝังอยู่ในเวิร์คชีตของข้อมูล เราสามารถย่อหรือขยาย หรือเคลื่อนย้ายกราฟ ให้มีขนาดใหญ่หรือเล็ก หรือไปอยู่ที่ตำแหน่งใดก็ได้ในเวิร์คชีต

7. ถ้าเราต้องการให้เอ็กเซลลากเส้นเชื่อมโยงระหว่างข้อมูลแต่ละจุด ทำได้โดยเลือกชนิดย่อยเป็นแบบ Scatter with data point connected by smooth lines

จะได้กราฟที่มีเส้นเชื่อมโยงระหว่างจุดที่พล็อต ดังรูป

8. ในตารางที่ 2 ก็คือข้อมุลจากตารางที่ 1 แต่ยังไม่มีการเรียงลำดับข้อมูล เมื่อเราให้เอ็กเซลพล็อตจุดต่าง ๆ จะได้ผลลัพธ์เช่นเดียวกัน

แต่เมื่อเราเลือกชนิดของกราฟแบบที่มีเส้นเชื่อมต่อ พบว่าเส้นจะมีการโยงสลับไปสลับมาไม่เหมือนกับตารางที่ 1 ดังนั้นถ้าเราต้องการให้เอ็กเซลแสดงเส้นเชื่อมโยงระหว่างข้อมูล จำเป็นต้องเรียงลำดับตัวแปร x ก่อนเสมอ

ในตารางที่ 3 ข้อมูล x เป็นตัวแปรชนิดตัวอักษร (text) ไม่สามารถใช้การพล็อตแบบ XY Scattering ตารางที่ 3 นี้ควรใช้การพล็อตแบบ Line เมื่อทดลองใช้การพล็อตแบบ XY Scattering จะได้ผลลัพธ์ดังนี้

 

จะเห็นว่าแกน x จะมองเห็น A, B, C… เป็นเลขเรียงลำดับ 1,2,3,… เมื่อลองพล็อตโดยใช้แบบ Line จะได้ดังนี้

9. save งานชิ้นนี้ไว้ในชื่อ ex3_01.xls

แบบฝึกหัดที่ 3.2 ตกแต่งกราฟของเราให้ดูสวยงาม

ก่อนที่จะตกแต่งกราฟ เราควรรู้จักชื่อเรียกสิ่งต่าง ๆ ภายในกราฟของเราเสียก่อน ในที่นี้จะทับศัพท์ภาษาอังกฤษ

เราสามารถตกแต่งหรือเปลี่ยนคุณสมบัติของกราฟให้เป็นไปตามที่เราต้องการ เริ่มต้นดังนี้

1. เปิดไฟล์งานชื่อ ex3_019.xls ลบตาราง 2 และ ตาราง 3 ให้เหลือเฉพาะตาราง 1 เพียงตารางเดียว การลบเซลล์ที่ต้องการทำได้โดยระบายเซลล์ D2 ถึง H8 จากนั้นคลิกเมาส์ปุ่มขวา คลิกที่เมนู Deletes..

 

จะมีหน้าต่าง pop up ขึ้นมา

ให้คลิกปุ่ม OK ตาราง 2 และ 3 จะถูกลบทิ้งไป จากนั้น save งานของเราเก็บไว้ในชื่อ ex3_02.xls

2. เลือกเซลล์ A3 ถึง B8 ในตารางที่ 1 สร้างกราฟใหม่อีกครั้ง โดยใช้ปุ่ม chart wizard เลือกแบบของกราฟเป็นแบบ XY Scattering เลือกชนิดย่อยแบบพล็อตเป็นจุดไม่ต้องมีเส้นเชื่อมระหว่างจุด จะได้กราฟออกมาดังรูป

 

3. ต้องการจะเขียนหัวเรื่องของกราฟ (Chart Title) เพื่อบอกให้ผู้อ่านรู้ว่ากราฟนี้ได้มาจากความสัมพันธ์ของข้อมูลใด ให้คลิกเมาส์ปุ่มขวามือตรงบริเวณ Chart area เลือกเมนู Chart Option

ที่ หน้าต่าง Chart Option เลือก tab ชื่อ title ใส่หัวเรื่องของกราฟ และความหมายของข้อมูลแกน x และ y ลงไป

กราฟที่เพิ่มเติมหัวเรื่อง บอกความหมายข้อมูล x และ y จะได้ดังนี้

 

4. เพิ่ม Grid line (เส้นที่ตีเป็นตารางในกระดาษกราฟ) ให้คลิกเมาส์ที่ปุ่มขวาตรงบริเวณ Plot area (ที่เห็นเป็นสีเทา) เลือกเมนู Chart Option

จะมีหน้าต่าง Chart Option โผล่ขึ้นมา ให้เลือก tab ที่ชื่อว่า Grid line เลือกให้แสดงเส้นในแนวดิ่งด้วย ถ้าต้องการให้ตารางมีความละเอียดมากขึ้น อาจเลือก minor gridlines เพิ่มเข้าไปด้วย

เมื่อคลิกที่ปุ่ม OK จะได้ผลลัพธ์ดังนี้

ถ้าเราคลิกเมาส์ปุ่มขวาบนเส้น gridline พบว่าจะมี pop up menu ให้จัดรูปแบบของเส้นตารางอีกดังนี้

เราอาจทดลองเลือกเส้นตารางให้เป็นเส้นประ หรือเปลี่ยนสีเส้น หรือกำหนดมาตราส่วน ก็ได้

ในที่นี้จะเปลี่ยนเส้นทึบให้เป็นเส้นประ และเปลี่ยนสีให้ของเส้นให้เป็นสีเขียว(เลียนแบบกระดาษกราฟที่เราเห็นกันทั่วไป) ถ้าเราคลิกเมาส์ปุ่มขวาบนเส้น gridline ในแนวนอน เอ็กเซลจะเปลี่ยนเส้นที่อยู่ในแนวนอนทั้งหมดเท่านั้น ไม่เปลี่ยนเส้น gridline ที่อยู่ในแนวตั้ง เราต้องคลิกเมาส์ปุ่มขวาบนเส้น gridline ในแนวตั้งอีกครั้งหนึ่ง แล้วเปลี่ยนคุณสมบัติต่าง ๆ ของเส้นให้เหมือนเส้นในแนวนอน

5. ต่อไปจะลบพื้นหลังในบริเวณ Plot area ซึ่งเป็นสีเทา โดยจะเปลี่ยนให้เป็นสีขาว ทำได้โดยคลิกเมาส์ปุ่มขวาที่บริเวณ Plot area เลือกที่เมนู Format Plot area.. ซึ่งอยู่ที่บรรทัดแรกสุด

จะมีหน้าต่าง Format Plot area ผุดขึ้นมา ให้เลือกสีตรงบริเวณ area โดยคลิกเลือกสีขาว

รูปกราฟที่ได้หลังจากเราตกแต่งเสร็จแล้ว

6. ต่อไปจะแก้ไข Legend ซึ่งใช้อธิบายข้อมูลในกราฟ จะมีประโยชน์มากในกรณีที่กราฟเรามีเส้นกราฟมากกว่า 1 เส้น Legend จะบอกให้เรารู้ว่ากราฟเส้นที่ 1 แทนข้อมูลชุดใด กราฟเส้นที่ 2 แทนข้อมูลชุดใด การแก้ไข Legend ให้คลิกเมาส์ปุ่มขวาที่บริเวณกรอบของ Legend เลือก Format Legend..

จะมีหน้าต่าง Format legend ให้เราเลือกว่าจะเปลี่ยนกรอบ เปลี่ยนฟอนต์ หรือเปลี่ยนตำแหน่งการวางของ legend

 

นอกจากนี้ยังสามารถเปลี่ยน legend key (ลักษณะของเส้นและจุดที่เราพล็อตบนกราฟ) ทำได้โดยนำเมาส์ไปวางบนเส้นในกรอบ legend key แล้วคลิกเมาส์ปุ่มขวา เลือกเมนู Format legend key..

จะมีหน้าต่าง Format legend key เราสามารถเปลี่ยนรูปแบบ สี ของเส้นกราฟ และเปลี่ยนรูปแบบของจุดที่เราพล็อต จะเป็นรูปสามเหลี่ยม วงกลม หรือ สี่เหลี่ยม ตามที่เราชอบ

 

7. ก่อนจบแบบฝึกหัดนี้อย่าลืม save งานเก็บไว้ในชื่อ ex3_02.xls

 

แบบฝึกหัดที่ 3.3 การพล็อตกราฟที่มีค่าในแนวแกน y 2 ค่าบนกราฟเดียวกัน

ข้อมูลต่อไปนี้เป็นการวัดอุณหภูมิในหน่วยองศาเซลเซียส และความเข้มของแสงในหน่วยลูเมนต่อตารางเมตร ในวันหนึ่งตลอด 24 ชั่วโมง ได้ข้อมูลดังตาราง (ข้อมูลเก็บไว้ในไฟล์ที่ชื่อ ex3_03.txt)

1. สร้างกราฟ โดยการเลือกเซลล์ตั้งแต่ A1 ถึง C25 คลิกที่ ปุ่ม Chart Wizard บน Tools bar เลือก XY Scattering แล้วคลิก Finish

จะได้รูปกราฟที่ลักษณะดังนี้

 

ดูจาก legend จะเห็นว่า จุดรูปเพชรจะแทนข้อมูลอุณหภูมิ ซึ่งมีค่าอยู่ระหว่าง 10 ถึง 25 องศาเซลเซียส และ จุดรูปสี่เหลี่ยมจตุรัสจะแทนความเข้มของแสง ซึ่งมีค่าตั้งแต่ 0 ถึง 120 ลูเมน/ตารางเมตร จะเห็นว่าช่วงกว้างของข้อมูลแตกต่างกันมาก เราจะปรับแต่งรูปกราฟให้ดูเหมาะสมและเข้าใจง่ายกว่านี้

2 . นำ mouse pointer ไปวางไว้ที่เส้นกราฟของ Light (เส้นบน)แล้วคลิกขวา เลือกเมนู Format data series..

ที่หน้าต่าง Format Data Series.. เลือกแท็บ ที่ชื่อว่า Axis แล้วคลิกที่ radio button ตรงข้อความ Secondary Axis จากนั้นคลิกปุ่ม OK จะได้กราฟที่มีแกน y 2 แกน

 

3. นำ mouse pointer ไปวางที่แกน y ด้านซ้าย(แกนอุณหภูมิ) แล้วคลิกขวา เลือกเมนู Format Axis

เลือกแท็บที่ชื่อว่า Scale กำหนดค่าสูงสุดต่ำสุดของสเกลให้เหมาะสม ในที่นี้เปลี่ยนเฉพาะค่าสูงสุด จาก 30 เป็น 40 เพื่อจะทำให้จุดที่พล็อตออกมาทับซ้อนกัน จากนั้น คลิก OK

4. ใส่ชื่อแกน y ทั้งสองแกน นำ mouse pointer ไปวางไว้ตรงบริเวณใด ๆ ใน Chart area คลิกเมาส์ปุ่มขวา เลือก Chart Option.. เลือก tab ชื่อ title

ที่แท็บ title ให้ใส่ชื่อแกน x, y และหัวเรื่องของกราฟ

 

5. ตกแต่งส่วนอื่น ๆ ของกราฟ เช่น Gridline สีของเส้นตามที่เคยเรียนมา ผลลัพธ์สุดท้ายจะได้ดังภาพ

6. save งานเก็บไว้ในชื่อ ex3_03.xls

 

แบบฝึกหัดที่ 3.4 กราฟแบบ Semilog

ในการทดลองเรื่องการคายประจุของตัวเก็บประจุ ในวิชาปฏิบัติการฟิสิกส์ 2 มีการพล็อตกราฟที่ต้องใช้กระดาษกราฟแบบเซมิลอก

เมื่อเรา charge ประจุให้แก่ตัวเก็บประจุจนเต็ม จากนั้นปล่อยให้ตัวเก็บประจุคายประจุ ( Discharge) ผ่านตัวต้านทาน R ความต่างศักย์ที่ตกคร่อมตัวเก็บประจุ คือ

และความต่างศักย์ที่ตกคร่อมตัวเก็บประจุ V C คือ

เมื่อ C คือค่าความจุไฟฟ้าของตัวเก็บประจุ และ E คือแรงเคลื่อนไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟตรงที่ใช้ในการชาร์จประจุ

เมื่อใส่ เข้าไปทั้งสองข้างจะได้

การเขียนกราฟ ระหว่าง กับ ซึ่งให้ เป็นแกนตั้งและเป็นสเกลล็อก ส่วน เป็นแกนนอนในสเกลมาตรฐาน เรียกกราฟชนิดนี้ว่า กราฟ Semi-Log

ในการทดลองเรื่องการคายประจุของนักศึกษากลุ่มหนึ่งพบว่าใช้ตัวเก็บประจุที่มีค่าความจุเท่ากับ (C ) = 220 ไมโครฟารัด ตัวต้านทาน ( R ) มีขนาด 200 กิโลโอห์ม แหล่งจ่ายไฟตรงที่ใช้ในการชาร์จประจุมีแรงเคลื่อนไฟฟ้า ( E ) 10 V ข้อมูลจากการทดลองมีดังนี้

 

V C ( โวลต์)

t ( เวลาเฉลี่ยเป็นวินาที)

10

0

9

6.2

8

12.8

7

20.1

6

27.3

5

36.7

4

48.2

3

63.2

 

1. นำข้อมูลจากตารางไปใส่ในโปรแกรมเอ็กเซล

2. เลือกเซลล์ที่เราจะนำไปพล็อตกราฟ โดย drag เมาส์ตั้งแต่เซลล์ B4 จนถึง C12 คลิกที่ปุ่ม Chart wizard แล้วกราฟแบบ XY Scattering แล้วคลิก Finish

จะได้กราฟที่รูปร่างลักษณะนี้ ซึ่งไม่ตรงกับจุดประสงค์ของเราที่จะให้ t เป็นแกน x และ Vc เป็นแกน y

3. สลับแกนเสียใหม่ให้ถูกต้องโดย นำเมาส์ไปวางในบริเวณ plot area แล้วคลิกเมาส์ปุ่มขวา เลือกเมนู Source Data

4. จะมีหน้าต่าง Source Data โผล่ขึ้นมา ให้เลือกแท็บ Series เปลี่ยนค่า X values และ Y value โดยเปลี่ยนค่าสลับกัน

เมื่อเปลี่ยนแล้วจะเป็นดังนี้

เมื่อคลิกปุ่ม OK จะได้รูปกราฟที่เปลี่ยนไปดังรูป

 

5. จะเห็นว่ากราฟที่ได้ไม่เป็นกราฟเส้นตรง (เพราะ Vc และ t มีความสัมพันธ์แบบ logarithm ) ดังปรากฏในสมการ 1 จึงต้องเปลี่ยนแกน y ให้มีมาตราส่วนเป็น logarithm เสียก่อน ทำได้โดยนำเมาส์ไปวางไว้ที่แกน y แล้วคลิกเมาส์ปุ่มขวา เลือกเมนู Format Axis..

ที่หน้าต่าง Format Axis เลือกแท็บ Scale ให้คลิกเลือกที่ Logarithm Scale แล้วคลิก OK

 

จะได้กราฟที่พล็อตระหว่าง V C และ t โดยที่แกน y เป็นมาตราส่วน logarithm ส่วนแกน x เป็นมาตราส่วนปกติ

ในบางกรณี เราอาจต้องการให้แกน x เป็นมาตราส่วน logarithm ด้วย ก็สามารถตั้งค่าได้เช่นเดียวกับที่ได้กระทำกับแกน x

6. ขั้นต่อไปเป็นการตกแต่งกราฟ ให้ดูสวยงามและครบถ้วน สมบูรณ์ ให้นักศึกษาทดลองทำโดยใช้ความรู้ที่เรียนมาในแบบฝึกหัดที่ 3.3 แล้วจดบันทึกสำหรับไว้ทบทวนความจำ และ save งานเก็บไว้ในชื่อ ex3_04.xls

 

เพิ่มหรือแก้ไขหัวเรื่องของกราฟ ทำได้โดย ...............................................................

เพิ่มคำอธิบายทั้งแกน x และ y ........................................................................................

เปลี่ยนสีพื้นหลังของ Plot area จากสีเทาเป็นสีขาว ................. …………………………….

เพิ่มเส้น gridline ทั้งแกน x, y ................... ...........................................................................

เปลี่ยนสีเส้น gridline จากสีดำเป็นสีอื่น .............................................................................

ทำแกน x, y ให้มีสีเข้มกว่าเส้นอื่น ๆ ..................................................................................

ลบ legend ออกจาก Chart area ……………………………………………………………

ลากเส้นตรงเชื่อมจุดต่าง ๆ ของข้อมูล .....................................................................................

เปลี่ยนรูปแบบของจุดจากวงกลม เป็นรูปสี่เหลี่ยม ...............................................................

แบบฝึกหัดที่ 3.5 พล็อตกราฟแบบเซมิล็อกที่มากกว่า 1 cycle

ในการวัดค่ากัมมันตรังสีที่พุ่งผ่านฉากตะกั่วจะถูกดูดกลืนไปบางส่วน ขึ้นกับความหนาของฉากตะกั่ว จากการทดลองใช้รังสีแกรมม่า ( g ) ความยาวคลื่น ( l ) 0.098 A o ( อังสตรอม ) พุ่งผ่านฉากตะกั่ว ความหนา ( x ) ต่าง ๆ กัน แล้ววัดความเข้มของรังสี ( I ) หลังฉาก พบว่า ได้ข้อมูลดังตารางข้างล่างนี้

 

x ( mm )

0.0

1.9

4.2

5.8

8.2

9.6

I ( cps )

9995

4032

1710

723

299

128

 

ให้นักศึกษาใช้เอ็กเซลพล็อตกราฟ โดยให้ x เป็นแกนนอน มีมาตราส่วนปกติ และ I เป็นแกนตั้ง มีมาตราส่วนเป็น logarithm สิ่งแตกต่างจากแบบฝึกหัด 3.4 คือ ค่า I ในแนวแกน y จะมีค่าช่วงกว้างตั้งแต่ 128 จนถึง 9995 สังเกตการเพิ่มค่าของแกน y จะเพิ่มค่าเป็นจำนวนเท่าของ 10 (1, 10, 100, 1000, 10000, 100000, ….) ในแต่ละช่วงของการคูณด้วย 10 เราเรียกว่า 1 cycle กระดาษกราฟแบบ One cycle semi – log สามารถให้ค่าในแนวแกนตั้งได้ 1 ถึง 10 หรือ 10 ถึง 100 หรือ 100 ถึง 1000 หรือในช่วงคูณด้วย 10 เท่านั้น ( one decade ) จากข้อมูลในตารางดังกล่าวจึงต้องใช้กระดาษกราฟแบบเซมิล็อก ถึง 4 cycle ดังรูป

 

Previous Top of Page Next



 

กลับหน้าแรกโฮมเพจฟิสิกส์ราชมงคล