10 LED

อุปกรณ์ที่จะแนะนำในตอนนี้ คือ LED   (เหล็ด หรือ เล็ด แล้วแต่จะออกเสียง)
พื้นฐาน ของ LED คือ ไดโอด ประเภทหนึ่ง ที่ มีคุณสมบัติเพิ่มเติมคือ จะเปล่งแสงได้เมื่อมีกระแสไฟผ่านตัวมัน
โดยคงสมบัติเดิม ของไดโอด คือ ต้องต่อไฟให้ถูกขั้วบวกลบจึงจะทำงาน มีกระแสไฟไหลได้

สัญลักษณ์  และ รูปของจริง

 วิธีสังเกตุขั้ว อาโหนด(+) ขายาว
 คาโถด (- )ขาสั้น ตัวพลาสติกถูกปาดออกเป็นเส้นตรง

ข้อมูลพื้นฐานที่ควรรู้เบื้องต้น คือ หลอดไฟ LED สี ทั่วๆไป ต้องการไฟ  ประมาณ 2 V กระส 25 มิลลิแอป์
(เป็นตัวเลขคร่าวๆ เท่านั้น ความสว่างของหลอดจะขึ้นกับการปรับไฟและกระแสที่ให้มัน)

ลองคิด ถ้าเราจะต่อ หลอดไฟ LED หนึ่งดวง กับไฟ 9 V ต้องใช้ R(ตัวต้านทาน) ค่าเท่าใด

ปัจจุบัน LED แบบพิเศษมีหลายแบบเช่น สีขาวส่องสว่าง  แบบกระพริบได้ในตัว เอง  แบบส่งคลื่นอินฟาเรด และอื่นๆ
ข้อมูลการใช้งานของLED แบบพิเศษนี้ ในเรื่อง โวลต์และ กระแส ต้องสอบถามผู้ขาย หรือผู้ผลิต

9 วงจร powersupply แบบง่าย

หลังจาก เรารู้จัก หม้อแปลง  ไดโอด ตัวเก็บประจุแล้ว  เราเอาสามสิ่งนี้ มาทำเป็น
วงจร power supply แบบง่ายๆ  ดังรูป

การทำงานมีดังนี้
หม้อแปลง ปรับลดโวลต์ไฟบ้าน ลง  มาอีกด้านให้เหลือตามที่ต้องการ (ยังเป็นไฟสลับ)
ไดโอด D1   D2 รับไฟสลับที่ลดโวลต์ลง แล้ว เรียงไฟให้ไฟ บวก ปรากฏที่ด้านบน
           ไฟลบ หรือ ศูนย์ โวลต์ อยู่ที่ ขากลางของหม้อแปลง ปรากฏที่ด้านล่าง

ตัวเก็บประจุ ทำหน้าที่   ช่วยไฟให้เรียบ ลดการกระเพื่อมขึ้นลงของโวลต์

ในบางวงจร อาจมีการต่อ   ตัวเก็บประจุ  ค่าความจุสูงและน้อยขนาด nF หรือ pF ขนานกัน เพิ่มเข้าไป เหตุผลเพื่อลดสัญญาณรบกวนที่อาจมีแปลกปลอมเข้าจากไฟบ้าน และอาจต่อ ตัว ไอซี เรกูเลเตอร์ เพิ่มเข้าไปเพื่อคุมไฟให้นิ่งมากยิ่งขึ้น (จะพูดถึงในคราวต่อๆไป)

8 ไดโอด Diode

ไดโอด คือ อุปกรณ์สำคัญอีกชนิดหนึ่งที่ควรรู้จัก
ไดโอด มีคุณสมบัติหลัก ๆ คือ ยอมให้กระแสผ่านตัวได้ทางเดียว
หรือพูดง่ายๆ คือ ไดโอด ต้องต่อให้ถูกขั้ว กระแสไฟถึงจะไหลได้

สัญลักษณ์ และรูป จริงของไดโอด

จากรูป จะเห็นขา ด้าน ซ้ายมีลูกศร เราเรียก อาโหนด ต่อกับไฟบวก
ขาขวา ขีดดำ คาโถด ต่อกับไฟลบ (บนอุปกรณ์จริงจะเป็นขีดสี สังเกต ตามภาพ)จึงจะมีกระแสไฟไหลผ่านตัวมันได้ หลอดไฟติดสว่าง ดังภาพด้านล่าง

 ถ้ามีการสลับขาหรือสลับขั้วหลอดไฟจะไม่ติด เพราะกระแสไฟจะไหลผ่านไม่ได้

ไดโอดมีหลายชนิดและมีคุณสมบัติปลีกย่อยและการใช้งานต่างๆกันไป  รูปถัดไป คือตัวอย่างการประยุกต์ใช้เพื่อการแปลงไฟ สลับเป็นไฟตรง

จากรูป ไฟสลับเข้าซ้าย  ได้ไฟตรงขั้ว + -ออกด้านขวา  การซื้อ ไดโอด จะระบุเป็นรหัสเบอร์
ในกรณีที่หาไม่ได้ ควรให้ผู้ขายแนะนำ เบอร์ทดแทนก็ได้
หรือกรณี ไดโอด แปลงไฟ ชนิดธรรมดาตามตัวอย่าง อาจระบุ  ค่าโวลต์และแอมป์ที่ต้องการ ก็ได้
 เช่น 1 A 100 V 

7 หม้อแปลง transformer

จากที่เคยกล่าวไว้แล้วว่าวงจร อิเลคทรอนิคส์นั้น ต้องการไฟตรง ในการทำงาน
เมื่อจะต่อใช้กับไฟบ้านที่ เป็น ไฟสลับ 220V  เราจะต้องมีอุปกรณ์แปลงไฟ
และหนึ่งในส่วนประกอบของอุปกรณ์แปลงไฟที่ต้องพูดถึง คือหม้อแปลง

หม้อแปลง มี ภาพจริงและสัญลักษณ์ ดังรูป

จากรูป ตัวจริงจะเห็นป้ายระบุ
220 V ac 50 Hz   12 V ac 1000mA
ซึ่งคือ ค่าตัวเลขที่ต้องระบุเวลาซื้อ หรือสั่งพันหม้อแปลง
จากตัวอย่างคือ  หม้อแปลง รับไฟสลับ 220V  จ่ายไฟสลับ ออก 12 V จ่ายกระแสได้ 1000ma(หรือก็คือ 1 แอมป์)  ทำงานที่ความถี่ 50 เฮิรต์
หม้อแปลงที่เราต้องพบบ่อยคือ แบบในตัวอย่างที่เรียกว่าหม้อแปลงลดไฟ หรือ Step down transformer
จะเห็นว่า หม้อแปลงทำหน้าที่ลดศักย์ไฟฟ้าหรือ โวลต์เท่านั้น ไฟที่ออกมายังเป็นไฟสลับ   การจะเปลี่ยนให้เป็นไฟตรงต้องมีอุปกรณ์อื่นประกอบด้วย (จะกล่าวในบทต่อไป)

*หม้อแปลง จะทำงาน กับไฟสลับเท่านั้น การต่อกับไฟตรง จะเหมือนกับการต่อลัดวงจร หรือ ค่าความต้านทานต่ำๆ    อาจมีอันตราย

6 เพิ่มเติม เรื่อง ตัวต้านทานและตัวเก็บประจุ

บทความที่ผ่านมา เขียนไว้แต่ ตัวต้านทานและตัวเก็บประจุ ที่มีค่าคง
อันที่จริง ยังมีตัวต้านทานและตัวเก็บประจุที่สามารถเปลี่ยนค่าได้ (variable)โดยมีสัญลักษณ์เป็นลูกศรเพิ่มจากแบบธรรมดาตามภาพประกอบ

การใช้งานที่พบเห็นบ่อยคือเป็น ปุ่มหมุน หรือสไลด์ เพื่อเปลี่ยนคลื่นวิทยุ  และปุ่มหมุนเพิ่มลดเสียง

ตัวอย่างตัวต้านทานปรับค่าได้

5 ตัวเก็บประจุ คาปาซิเตอร์ Capacitor

ตัวเก็บประจุ หรือ คาปาซิเตอร์ C มีสัญลักษณ์ ดังรูปด้านล่าง

จะเห็นได้ว่า มีรูปหลายหลากแตกต่างกันอยู่บ้าง ทั้งนี้ก็เพราะ ชนิดหรือรูปแบบของตัวเก็บประจุ  นั้น มีมากหมายหลากหลายอยู่พอสมควรดังรูปอุปกรณ์จริงด้านล่าง

ก่อนอื่นมารู้หลักการทำงานของมันก่อนดีกว่า
ตามชื่อของมัน ว่าตัวเก็บประจุ   ดังนั้น หน้าที่ของมัน ก็คือ การ เก็บไฟไว้ในตัวชั่วคราว และคายไฟออกมา เมื่อวงจรอุปกรณ์แวดล้อมต้องการ
ในด้านอิเลคทรอนิคส์ มักถูกออกแบบใช้ ในการกรองไฟ , ตัดหรือลดสัญญาณรบกวน กรองคลื่นความถี ที่ต้องการ หรือไม่ต้องการเข้าวงจร
สิ่งที่ ต้องรู้ในการซื้อหามาใช้คือ
1 ขนาดความจุ หน่วยเป็น ฟาหรัด
แต่ในการใช้ จริงหน่วยฟาหรัดนั้น จะใหญ่มาก  สิ่งที่พบเห็นจะอยู่ในหน่วยของ
uF  ไมโครฟาหรัด  =  1  ในล้านส่วนของ ฟาหรัด
nF  นาโนฟาหรัด   =   1  ใน พันล้านส่วนของ ฟาหรัด

pF  พิโคฟาฟรัด   =    1  ในล้านล้านส่วนของ ฟาหรัด

2  ขนาดโวลต์ที่ใช้งาน หรือทนได้
อีกส่วนที่ต้องระบุในการซื้อมาใช้คือ ค่าโวลต์  โดยต้องมีค่าไม่น้อยกว่าที่วงจรระบุไว้

3 สิ่งที่สาม เป็นส่วนพิเศษที่ ผู้ออกแบบวงจร อาจระบุไว้คือ ชนิดหรือวัสดุ ของ ตัวเก็บประจุ
 เช่น แทนทาลั่ม เซรามิก หรืออื่นๆ    ถ้าไม่ระบุเป็นพิเศษ ก็ใช้แบบใดที่มีขายได้ตามกำลังทรัพย์
 

**ตัวเก็บประจุ บางชนิดจะมีขั้วดังนั้น จะต้องระวัดระวัง ต่อให้ถูกขั้วบวกลบ ในการใช้งาน
หากต่อผิดอาจระเบิดได้
ส่วนบางชนิดที่ไม่มีขั้ว เราก็สามารถต่อเข้าวงจรในทิศทางใดก็ได้เช่นเดียวกับ ตัวตานท้าน ที่ จะเป็นอุปกรณ์ที่ไม่มีขั้ว

4 แหล่งจ่ายไฟ และโหลด

ตอนนี้ขอ แทรก คำศัพท์ที่ ควรรู้ 2 คำ คือ

แหล่งจ่ายไฟ  
แหล่งจ่ายไฟ มี 2 แบบ คือ 1AC  2 DC
 ที่พบและคุ้นเคยทุกบ้านก็คือ  ปลั๊กเสียบที่จ่ายไฟสลับ(AC)  220 V ให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆ
อีกประเภท คือ จ่ายไฟตรง(DC) ได้แก่ ถ่านไฟฉาย แบตเตอรี่รถยนต์ อแดปเตอร์แปลงไฟ

สำหรับ โหลด (LOAD)  หรือ ภาระ  ของระบบ ก็คือ อุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆ ที่ใช้ไฟนั่นเอง

สำหรับวงจรไฟฟ้าในบ้านนั้น  โหลด แต่ละตัว เมื่อเสียบปลั๊กไฟ จะเป็นการเข้าวงจรแบบขนาน
คือ โหลดทุกตัวจะได้ไฟที่ 220 V เท่ากัน แต่กระแสที่ผ่าน จะขึ้นกับคุณสมบัติการกินไฟของแต่ละตัว

สำหรับอุปกรณ์และวงจรอิเลคทรอนิคส์นั้น จะทำงานกับ ไฟตรง(DC) เท่านั้น  ดังนั้นการจะต่อกับไฟบ้านที่จ่ายไฟสลับ(AC)จะต้องมีวงจรแปลงไฟสลับเป็นไฟตรงเสียก่อน

* ขนาดของโวลต์ของแหล่งจ่ายไฟที่ระบุ นั้น ในทางปฏบัติจะมีค่าเบี่ยงเบนอยู่บ้าง
เช่นถ่านไฟฉาย 1.5 V ถ้าถ่านใหม่ๆ อาจวัดค่าได้สูงกว่าเล็กน้อย
และเมื่อถ่านอ่อนหรือไฟหมด ก็ไม่ได้หมายความว่า ไฟจะเป็น 0 โวลต์
ถ่าน 1.5 V ถ้าลดลงเหลือ ต่ำกว่าประมาณ 1.4 V ขณะ NO LOAD (ไม่มีวงจรอื่นๆดึงกระแส)
ก็ถือว่า ถ่านอ่อน แทบหมดกำลังไฟแล้ว

3 ตัวต้านทาน Resistor รีซิสเตอร์ (2)

ตัวต้านทาน Resistor รีซิสเตอร์ (2)

สำหรับหน่วยที่ใช้จริงของตัวต้านทานที่จะพบเจอบ่อยๆในวงจรนั้นมีดังนี้คือ

Ω    โอห์ม
KΩ   กิโลโอห์ม หรือ เคโอห์ม =  พัน โอห์ม
MΩ  เมกกะโอหม์  =  ล้าน โอห์ม

ตัวอย่างเช่น 1  KΩ =  1พันโอห์ม 5 KΩ  = ห้าพันโอห์ม   22KΩ =  ยี่สิบสองพัน โอห์ม  หรือ สองหมื่นสองพัน โอหม์นั่นเอง 

100KΩ  =  หนึ่งแสนโอหม์
5 MΩ  =  5 ล้านโอหม์

เวลาไปซื้อ ตามร้านค้า มักจะพูดกันสั้นๆ เช่น อาร์ 10 เค ก็คือ ตัวต้านทาน ค่า 10KΩ นั่นเอง

อีกหน่วยเรียกหรือค่าที่ควรรู้ของตัวต้านทาน คือ ค่า วัตต์ นั่นคือ ค่าพลังงาน หรือ ความร้อนที่มันจะทนได้
เมื่ออยู่ในวงจรเมื่อมีกระแสไหลผ่านตัวต้านทาน จะมีค่าความร้อน เกิดขึ้นในตัวมันเสมอ  การเลือกซื้อ
ต้องใช้ตามที่ระบุในวงจร ไม่ควรต่ำกว่าที่ระบุ เช่น ระบุไว้ว่า 0.5 วัตต์ (W) ก็ไม่ควรซื้อค่าที่ต่ำกว่า แต่ใข้สูงกว่าได้ ถ้าหาแล้วไม่มี

ค่าสุดท้ายคือ ค่าเปอร์เซนต์  จะหมายถึงค่าความคลาดเคลื่อนจากค่าที่ระบุ ที่ยอมได้ของ
ตัวต้านทาน  ค่าที่ใช้ในวงจรทั่วไป คือ 5% , ค่า 1-2% มีให้เลือกซื้อแต่จะแพงกว่า
มักถูกใช้ในวงจรที่ต้องการความเที่ยงตรงสูงเป็นพิเศษ

สรุป ค่าที่ต้องทราบในการซื้อ ตัวต้านทาน คือ โอหม์  วัตต์(ออกเสียงว่า หวัด)และเปอร์เซนต์

เช่น R    33 K   1 W    5%  =  ตัวต้านทาน 33,000 โอหม์ 1 วัตต์ 5  เปอร์เซนต์

สำหรับที่ตัวต้านทานที่ซื้อมาแล้ว จะไม่ระบุค่าเป็นตัวเลข แต่จะเป็นขีดรหัสสีดังภาพที่แสดงไว้ในบทความที่แล้ว
สำหรับการถอดรหัสออกมาเป็นค่าตัวเลขนั่น ยุ่งยากพอควร แต่ถ้าท่านมี มือถือ แอนดรอยู่ก็สามารถไปโหลด
โปรแกรม ถอดรหัสมาได้ โดย ค้นหาใน Google Play ด้วยคำว่า Resistor color code

* ค่าตัวต้านทานที่มีขายไม่ได้มีทุกค่าตัวเลข เช่น 4,120, 350,700 อาจจะไม่มีขาย เราต้องพิจารณาซื้อค่าใกล้เคียงแทน

ในวงจรบางชนิด ผู้ออกแบบ อาจระบุชนิด ของวัสดุที่ใช้สร้างตัวต้านทานไว้ด้วยเช่น แบบเซรามิก กระเบื้อง ลวดพันหรืออื่นๆทั้งนี้ ควรใช้ตามที่บอกไว้ แต่ถ้าไม่ระบุไว้เป็นพิเศษ ก็ใช้แบบธรรมดาได้

2 ตัวต้านทาน Resistor รีซิสเตอร์

ตัวต้านทาน
มีสัญลักษณ์ในไดอะแกรมของวงจรดังภาพด้านล่าง

ตัวต้านทานในงานจริงมีหลายชนิดให้เลือก ด้านล่างคือแบบที่พบบ่อย

 

ลักษณะการต่อใช้งานที่พบบ่อยมี สองแบบ

1การต่อตัวต้านทาน แบบอนุกรม  
คือการต่อ ขา ด้านหนึ่ง ไปเชื่อมกับ ขาด้านหนึ่งของอีกตัวหนึ่ง

 ผลลัพธ์ที่ได้คือ ค่าความต้าน จะเท่ากับ ความต้านทานแต่ละตัวมารวม กัน    R รวม = R1+ R2
ในกรณี ที่มี R3 มาต่อเพิ่ม R รวม = R1+ R2 + R3 เป็นเช่นนี้ไปเรื่อยๆ
*การต่อแบบอนุกรม ค่ากระแสที่ไหลผ่าน ตัวต้านทานจะเท่ากันทุกตัว แต่ ค่าโวลต์จะแบ่งกันตามอัตราส่วนของค่าความต้านทานแต่ละตัวแต่ละตัว

2 การต่อตัวต้านทาน แบบขนาน คือการเชื่อม ต่อขาทั้งสอง จากทั้งสองตัวเข้ากัน
ผลลัพธ์ที่ได้คือ ค่าความต้าน  จะมีค่าลดลง แต่การคำนวณนั้นจะยุ่งยากนิดหน่อยไม่ขอกล่าวรายละเอียด แต่ที่ควรรู้คือ การต่อแบบขนาน ค่าโวลต์ที่ตัวต้านทานรับจะเท่ากันทุกตัว แต่กระแสที่ผ่านแต่ละตัวจะไม่เท่ากัน ขึ้นกับค่าต้านทานของแต่ละตัว

 

1 เกริ่นนำ

เกริ่นนำ
บล็อกนี้จะเขียนเกี่ยวกับความรู้ อิเลคทรอนิคส์ เบื้องต้น สำหรับผู้สนใจทั่วไปที่อยากทดลองลองเล่น
โดยจะใช้ ภาษาง่ายๆ ไม่เป็นวิชาการให้มากที่สุด เพื่อความเข้าใจกับผู้อ่านทุกท่าน

มาเริ่มกันเลย สิ่งแรกที่ต้องรู้คือ
 กฏของโอห์มที่กล่าวถึงความสัมพันธ์ของสามอย่างคือ

ความต่างศักย์ V หน่วยเป็น โวลต์    V
กระแส I   หน่วยเป็นแอมป์   A
ความต้านทาน R   หน่วยเป็นโอหม์  Ω

V = I x R   ความต่างศักย์(โวลต์) เท่ากับ กระแส(แอมป์)คูณ ความต้านทาน(โอหม์)

เช่น  ใช้ตัวต้านทาน 10 Ω ต่อกับแหล่งจ่ายไฟ 10 V  จะมีกระแสไหล 1 A ในวงจร


ลองประยุกต์ใช้  ถ้าเรา มี หลอดไฟหลอดหนึ่งระบุใช้ไฟ 6V 0.25 A ห้ามเกินจากนี้
แต่เรามีแบตเตอรี 9 V  ต้องการต่อหลอดไฟไม่ให้เสียหาย ต้องทำอย่างไร

คำตอบ คือ ต้องหา ความต้านทานมาใช้ต่อแบบอนุกรมเข้าไป

เรามีไฟ 9V แต่หลอดใช้ 6V ดังนั้น ต้องลดไฟ ลง =  9 -6 = 3V  
หลอดใช้ไฟ 0.25 A ดังนั้น จากกฎของโอห์ม 

   3V = 0.25 x R

   ดังนั้น    R ที่ต้องใช้  = 12 Ω

==========================
ลองคิด ; ถ้าต้องการใช้ แบตเตอรี่ 12 V กับหลอดไฟดวงเดิมต้องใช้ความต้านทานเท่าใด
คราวหน้าจะพูดถึง รายละเอียด ของ ตัวต้านทาน และการต่อแบบอนุกรมและขนาน