เมื่อเราเลือกขนาด / สีของ LED และ แหล่งจ่ายไฟฟ้าที่เราแล้ว ทีนี้เราต้องมาออกแบบว่าเราจะต่อวงจร LED ของเราออกมาในลักษณะไหน ถึงจะเหมาะสม และไม่ทำให้เกิดปัญหาในภายหลัง
เริ่มแรก เราต้องรู้ว่า วงจรไฟฟ้าระดับเบสิคนั้นมีแบบไหนบ้าง
1. การต่อวงจรแบบอนุกรม (Series array)
วงจรแบบนี้มีข้อดีคือ ต่อง่าย และ ใช้ตัวต้านทานแค้ตัวเดียวต่อ 1 วงจร (ในกรณีที่มีตัวต้านทาน) ตามรูป
แต่ถ้ามีหลอดใดเสียจะกระทบทั้งวงจร
(รูปจาก Google)
การทำงานของวงจรอนุกรมคือ กระแสไฟฟ้าจะไหลออกจะขั้ว + ของ แหล่งจ่ายไฟ วิ่งผ่านสายไฟเข้าสู่ขา ANODE (ขาขั้ว +) ของ หลอด LED และกระแสจะวิ่งผ่านออกทางขา CATHODE (ขาขั้ว -)ของหลอด LED ไปวิ่งเข้าทางขา ANODE ของหลอดถัดไป ซึ่งการต่อแบบ อนุกรมนี้กระแสที่วิ่งในวงจรจะเท่ากันทั้งหมด แต่ความต่างศักย์จะต่างกัน ใครพอมีความรู้ไฟฟ้าคงพอนึกออกนะครับ ตามทฤษฏีเลย
อนุกรม
Iรวม= I1 = I2 =I3
Vรวม=Vตกคร่อม LED 1 + V ตกคร่อม LED 2 + V ตกคร่อม LED 3
(I คือกระแส และ V คือ ความต่างศักย์)
ดังนั้นข้อควรระวังของวงจรแบบนี้คือ ไม่สามารถพ่วง หลอด LED ได้มากเกินกว่าความต่างศักย์ของแหล่งจ่ายไฟ ถ้าต้องการต่อ LED ปริมาณมากๆ ก็จำเป็นต้องใช้ แหล่งจ่ายไฟที่มีความต่างศักย์สูงกว่าปริมาณของความต่างศักย์ตกคร่อมในวงจร
2. การต่อวงจรแบบขนาน (Parallel array)
วงจรแบบนี้มีข้อดีคือ ไม่จำเป็นต้องใช้แหล่งจ่ายไฟที่มีความต่างศักย์สูง แต่สามารถต่อ LED ได้หลายตัว แต่เปลืองใช้ตัวต้านทานมากกว่าแบบอนุกรม (ตามรูป) และถ้ามีหลอดใดหลอดหนึ่งเสียก็ไม่กระทบกับหลอดอื่นๆ
(รูปจาก Google)
การทำงานของวงจรแบบขนานคือ กระแสไฟฟ้าจะออกจากขั้ว + ของแหล่งจ่ายไฟ แล้วจะแยกออกไปตามจุดต่างๆของวงจร ทำให้กระแสที่ไหลภายในวงจรรวมจะไม่เท่ากัน แต่ จะมีความต่างศักย์เท่ากัน
ตามทฤษฏีไฟฟ้า
Vรวม=Vตกคร่อม LED 1 = V ตกคร่อม LED 2 = V ตกคร่อม LED 3
(I คือกระแส และ V คือ ความต่างศักย์)
ข้อควรระวังสำหรับวงจรขนานคือ เนื่องจากในวงจรนั้นมี LED ตัวเดียวจึงทำให้ไม่มี LED ตัวอื่นไปลดทอนความแรงของกระแสไฟ ซึ่งกระแสที่ไหลออกมาจากแหล่งจ่ายไฟอาจจะสูงเกินไปเราจึงควรที่จะต่อตัวต้านทานไว้ก่อนขา ANODE ของ LED เพื่อควบคุมระดับกระแสไฟไม่ให้สูงเกินไป และไม่ควรต่อคร่อมมากกว่ากระแสที่แหล่งจ่ายไฟปล่อยได้ (แต่ปกติคร่อมซัก 10 ตัวขึ้นไปก็ไม่มีปัญหาครับ)
3. การต่อแบบผสม (LED Series+Parallel array)
อันนี้เป็นแบบที่นิยมที่สุดครับ เพราะสามารถประยุคใช้ได้กับ โมเดลกันดั้มหลายแบบ
เช่น หัวมี 1 หลอด ไปขนานกับ เวอร์เนียด้านหลัง ที่อนุกรมกัน 3 หลอด อะไรแบบนี้วงจรตามรูปครับ
(รูปจาก Google)
ก็ประยุคกันว่าเราจะวางหลอดแบบไหน แต่ เราก็ต้องดูว่า แหล่งจ่ายไฟจะจ่ายพอหรือไม่ด้วยครับ
การคำนวนความต้านทานในวงจร
ความต้านทานคืออะไร? ก็คืออุปกรณ์อิเลคโทรนิคอย่าหนึ่งที่ใช้ลดระดับค่ากระแสไฟฟ้าไม่ให้สูงจนสร้างความเสียหายกับอุปกรณ์ตัวอื่น
(รูปจาก Google)
สำหรับคนที่ใช้แหล่งจ่ายไฟที่มีความต่างศักย์สูงๆ เกิน 5 Volt ขึ้นไป ควรที่จะต่อตัวต้านทานเพื่อป้องกันไม่ให้กระแสไหลผ่าน (เชื่อเถอะครับว่าคุณคงไม่อยากเห็นหลอด LED ระเบิดในหัวของ MG Unicorn หรือ PG Astray แสนแพง)
ก็จากสูตรคำนวนง่ายๆ
V=I*R
(I คือกระแส และ V คือ ความต่างศักย์ R คือความต้านทาน)
ดังนั้น R = Vรวม / Iรวม
แล้ว V กับ I เราจะทราบค่าได้ยังไงล่ะ???
ก็จากนี้ครับ
1. สำหรับการต่อที่เป็นอนุกรม
Iรวม= I1 = I2 =I3
Vรวม = Vแหล่งจ่ายไฟ - (Vตกคร่อม LED 1 + V ตกคร่อม LED 2 + V ตกคร่อม LED 3)
2. สำหรับการต่อแบบขนาน
Iรวม= I1 + I2 +I3
Vรวม = Vแหล่งจ่ายไฟ - Vตกคร่อมตัวใดตัวหนึ่ง
3. ส่วนสำหรับการต่อแบบผสม
ชุดที่เป็นอนุกรมให้แทนค่าแบบอนุกรม
ชุดที่เป็นขนานให้แทนค่าแบบขนาน
I ของ LED แต่ละตัวจะมีค่าไม่เกิน 20mA (ปกติจะใช้ค่าอยู่ที่ 10-15 mA ครับ)
Vตกคร่อม นั้นจะแยกตามสีตามที่เคยได้กล่าวไปแล้ว
เอาง่ายๆก็ สี เขียว,แดง,ส้ม,เหลือง จะมี V = 2.2 Volt
สีฟ้า ขาว และหลอด UV จะมี V = 3.3 Volt
ส่วนV ของแหล่งจ่ายไฟก็ตามที่ได้กล่าวไว้แล้วในบทแรกครับ
เอาค่าไปแทนสูตรก็จะได้ความต้านทานที่ต้องใช้ในวงจร
****อนึ่ง ทั้งหมดที่อธิบายมานี้ เราแค่นำค่าไป ใส่ในเว็ปตาม Link http://led.linear1.org/led.wiz นี้ เว็ปจะคำนวณ และออกแบบวงจรให้เราเองครับ ประหยัดเวลาในการคำนวณ ได้เยอะครับ (ผมหลอกให้พวกคุณอ่านทฤษฏีครับ 5555+)****
ดังนั้นคราวนี้ผมขอจบเรื่องของการคำนวณและออกแบบ LED สำหรับ Gunpla ครับ คราวหน้าจะมาขึ้นหัวข้อ "อุปกรณ์ที่ต้องใช้ และ แหล่งซื้อขายครับ"
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น