นายธนกร ทะริยะ เลขที่12

Rectifier Half Wave 

การทำงานของวงจรเรียงกระแสแบบครึ่งคลื่น

                การเรียงกระแสแบบครึ่งคลื่น (Half Wave Rectifier) มีลักษณะวงจรดังรูปที่ 1 การทำงานเมื่อจ่ายแรงเคลื่อนไฟฟ้ากระแสสลับ 220 V เข้าทางขดปฐมภูมิ (Primary) ของหม้อแปลงไฟฟ้าจะเกิดการเหนี่ยวนำแรงดันไฟฟ้ามายังขดทุติยภูมิ (Secondary) การเหนี่ยวนำของแรงดันไฟฟ้าของหม้อแปลง เฟสของสัญญาณเข้ากับเฟสของสัญญาณออกจะต่างเฟสกันอยู่ 180 องศา เมื่อขั้วบนของขดปฐมภูมิได้รับเฟสลบ ขั้วล่างเทียบได้เฟสบวก จะทำให้ขดทุติยภูมิขั้วบนเป็นเฟสบวก ขาแอโนด (A) ของไดโอดได้รับแรงดันซีกบวก ขาแคโทด (K) ได้รับแรงดันซีกลบเป็นผลให้ไดโอดได้รับไบอัสตรงไดโอดนำกระแส มีกระแสไหลเข้าขาแอโนด ออกขาแคโทดผ่านโหลด (Load) ครบวงจรที่ขั้วล่างของทุติยภูมิ มีแรงดันซีกบวกตกคร่อมที่โหลด

                ในช่วงเวลาต่อมาครึ่งไซเกิลหลังของไฟสลับ ขั้วบนของทุติยภูมิเป็นเฟสลบ ขั้วล่างเทียบศักย์ได้เป็นเฟสบวก ลักษณะเช่นนี้จะทำให้ขาแอโนดของไดโอดได้รับแรงดันซีกลบและขาแคโทดได้รับแรงดันซีกบวก ไดโอดได้รับไบอัสกลับจะไม่นำกระแสเป็นผลให้ไม่มีแรงดันปรากฏที่โหลด ในรอบต่อมาการทำงานก็จะเป็นไปตามลักษณะเดิมซ้ำๆ กันไปเรื่อยๆ โดยมีแรงดันปรากฏที่เอาท์พุทเป็นช่วงๆ (ช่วงเว้นช่วง) นอกจากนี้วงจรเรียงกระแสแบบครึ่งคลื่นยังสามารถแบ่งออกเป็นวงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่นบวกและวงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่นลบ

เมื่อสัญญาณครึ่งบวกเข้ามาไดโอดจะถูก ไบอัสตรงทำให้กระแสไหลในวงจร เกิดแรงดันที่ตกคร่อมตัวต้านทาน L R ตามลักษณะของสัญญาณอินพุตแต่ เมื่อมีสัญญาณครึ่งลบเข้ามาไดโอดจะถูกไบอัสกลับจึงทำให้ไม่มีกระแสไหลในวงจร แรงดันที่ตกคร่อม L R จึงมีค่าเป็นศูนย์ดังนั้นสัญญาณเอาต์พุตที่โหลดจึงมีค่าเป็นสัญญาณรูปครึ่งไซเคิล ที่เรียกว่า ฮาล์ฟเวฟ ( Half wave) 

1.วงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่นบวก  

                เป็นการจัดวงจรไดโอดให้นำกระแสเฉพาะซีกบวกของไฟสลับ ทำให้แรงดันที่ได้จากการเรียงกระแสออกมาที่เอาท์พุทเพียงช่วงบวกของไฟสลับเท่านั้น แรงดันไฟตรงเฉลี่ยสามารถคำนวณหาได้จากสูตร VDC = 0.318 VP หรือ VDC = 0.45 VAC แต่แรงดันไฟตรงที่ได้จะยังไม่เรียบมีลักษณะเป็นพัลส์ที่เรียกว่าพัลส์ดี.ซี. (Pulse D.C) ในการใช้งานจะต้องทำการกรองให้เรียบโดยใช้ตัวเก็บประจุทำการกรอง ก็จะทำให้แรงดันที่ได้เรียบขึ้น 

2. วงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่นลบ

                เป็นการจัดวงจรไดโอดให้นำกระแสเฉพาะซีกลบของไฟสลับก็จะได้วงจรเรียงกระแสแบบครึ่งคลื่นลบ จากรูปที่ 4 เมื่อขั้วบนของขดทุติยภูมิได้รับเฟสลบ ขั้วล่างเทียบศักย์ได้เฟสบวก จะทำให้ไดโอดได้รับไบอัสตรง ไดโอดสามารถนำกระแสได้ กระแสจะไหลจากขั้วล่างของหม้อแปลงผ่านโหลดเข้าทางขาแอโนด ออกทางแคโทดครบวงจรที่ขั้วบนของหม้อแปลง ลักษณะเช่นนี้จะทำให้ขั้วบนของโหลดมีศักย์เป็นลบขั้วล่างมีศักย์เป็นบวก

           เมื่อขั้วบนของหม้อแปลงได้รับเฟสบวกขั้วล่างเทียบศักย์ได้เฟสลบ จะทำให้ไดโอดไม่สามารถนำกระแสได้ เพราะไดโอดได้รับไบอัสกลับ จังหวะนี้จึงไม่มีแรงดันออกมาที่โหลด 

มื่อต่อตัวเก็บประจุฟิลเตอร์เข้าไปในวงจร ตัวเก็บประจุก็จะทำหน้าที่ประจุแรงดันเอาไว้ในช่วงแรงดันที่มีค่าสูง และจะคายประจุในช่วงแรงดันที่มีค่าลดลง โดยเสริมรูปคลื่นที่ขาดหายให้เชื่อมต่อเข้าด้วยกัน เป็นการทำให้แรงดันที่ไม่เรียบมีความเรียบยิ่งขึ้น การใช้วงจรเรียงกระแสแบบนี้จะได้ไฟกระแสตรงออกมาในลักษณะพัลส์ครึ่งคลื่นเท่านั้น เมื่อเปรียบเทียบแรงดันอินพุทกับแรงดันเอาท์พุทที่ได้จะเห็นว่ามีประสิทธิภาพต่ำ คือประมาณ 40 เปอร์เซ็นต์เท่านั้น 

Rectifier Full Wave 

Full Wave Rectifier by Center-tapped Transformer วงจรเรียงกระแสแบบเต็มคลื่นโดยใช้หม้อแปลงแบบมีแทปกลาง

เร็กติไฟเออร์เต็มคลื่นใช้หม้อแปลงมีแทปกลาง (Full Wave Rectifier by Center-tapped Transformer) เป็นวงจรแปลงไฟฟ้ากระแสสลับเป็นกระแสตรง โดยใช้หม้อแปลงแบบมีแทป และไดโอด 2 ตัว 

image006

จากรูปด้านบน output ของหม้อแปลง V1 และ V2 ในช่วงเวลาเดียวกันจะมีไฟฟ้าซีกตรงข้ามกัน และมี CT เป็น 0V เมื่อนํามาต่อกับวงจรจะได้ดังนี้

image005

จากรูปเมื่อนําไดโอดสองตัวมาต่อ จะทําให้ไดโอดแต่ละตัวสลับกันทํางานตามช่วงเวลาที่ตัวเองไบอัสตรง ทําให้ได้ output ออกมาตามกราฟล่าง (Full Wave) เป็นกระแสตรง

Full Wave Bridge Rectifier วงจรเรียงกระแสแบบเต็มคลื่นแบบไดโอดบริดจ์

เร็กติไฟเออร์เต็มคลื่นแบบบริดจ์ ( Full Wave Bridge Rectifier) เป็นวงจรแปลงไฟฟ้ากระแสสลับเป็นกระแสตรง โดยใช้ไอโอดทั้งหมด 4 ตัว ดังนี้

image007

เริ่มต้นด้วยเมื่อมีไฟฟ้าซีกบวก(A)เข้ามา จะทําให้ D2 และ D4 ได้รับไบอัสตรง จะได้ output เป็นไฟซีกบวก ต่อมาเมื่อไฟซีกลบ (B) เข้ามา จะทําให้ D1 และ D3 ได้รับไบอัสตรง จะได้ output เป็นไฟซีกบวกเช่นเดียวกัน จะเป็นแบบนี้ไปเรื่อยๆ จึงทําให้เราได้ output เป็นไฟตรง ในการใช้งานจริงนั้น จะต้องต่อตัวเก็บประจุ (Capacitor) ขนานที่ output เพิ่มเติม เพื่อให้ไฟกระแสตรงที่ยังกระเพื่อมอยู่เรียบเป็นเส้นตรง สามารถนําไปจ่ายให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่นๆได้

   การใช้งานทรานซิสเตอร์ 

ใช้ขยายสัญญาณ

        การใช้งานทำหน้าที่ในการขยายสัญญาณ สัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กสามารถขยายให้ใหญ่ขึ้นได้ โดยใช้ทรานซิสเตอร์ทำหน้าที่ ขยายสัญญาณให้ใหญ่ขึ้น เช่น เครื่องขยายเสียง เครื่องส่งวิทยุ

ใช้เป็นสวิตช์อิเล็กทรอนิกส์

        การใช้งานเป็นสวิตช์อิเล็กทรอนิกส์ เราใช้ทรานซิสเตอร์ทำงานแทนสวิตช์ได้ เพราะทรานซิสเตอร์จะถูกควบคุมด้วยกระแส ไฟฟ้าจำนวนน้อยมาก และการใช้งานแทนสวิตช์นี้จะไม่ทำให้เกิดเสียงดังเวลา เปิด/ปิด สวิตช์  

การใช้งานรีเลย์

การใช้งาน Reed Switch กับ Air Cylinder

    ใช้สำหรับตั้งสโตร์คของกระบอกลมมีหลักการทำงานคือ เซนเซอร์สวิทช์ถูกติดตั้งนอกกระบอกลมโดยอยู่แนบกระบอกลมและปรับเลื่อนตำแหน่งขึ้นลงตามความยาวของกระบอกลม ตามการใช้งาน เมื่อทดลองจนได้ตำแหน่งการใช้งานแล้วก็จะขันสกรูล๊อคไม่ให้เซนเซอร์สวิทช์เคลื่อนขึ้นลงตอนทำงาน ตัวเซนเซอร์สวิทช์จะทำงานเมื่อมีแม่เหล็กที่ส่วนมากเป็นรูปวงแหวนอยู่ในร่องตรงกลางของลูกสูบ เมื่อลูกสูบเคลื่อนที่มาถึงตำแหน่งที่เซนเซอร์ติดกับกระบอกลม เซนเซอร์สวิทช์จะตรวจพบแม่เหล็กที่อยู่รอบลูกสูบ เนื่องจากตรวจพบเส้นแรงแม่เหล็กจำนวนมาก เซนเซอร์สวิทช์ก็จะทำงาน ส่วนมากเซอนเซอร์สวิทช์มีเอ้าทพุทเป็นแบบ ON แต่จะเลือกใช้แบบ NC ก็ได้
                เซนเซอร์สวิทช์จะมีหน้าที่เหมือนสวิทช์ไฟฟ้าตัวหนึ่งซึ่งนำไปต่อในวงจรไฟฟ้าเพื่อควบคุมวาล์วควบคุมทิศทาง เพื่อไปควบคุมระยะหรือตำแหน่งที่จะให้ก้านสูบหยุดเคลื่อนที่หรือเคลื่อนที่ก็แล้วแต่ผู้ออกแบบ

27/01/2545

บริเวณส่วนหัวของเซ็นเซอร์จะมีสนามแม่เหล็กความถี่สูง โดยรับสัญญาณมาจากวงจร กำเนิดความถี่ในกรณีที่มีวัตถุอยู่ในบริเวณที่สนามแม่เหล็กส่งไปถึง จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลง ค่าความเหนี่ยวนำ ทำให้เกิดการหน่วงออสซิลเลท (Oscillate) ลดลง หรือบางทีอาจถึงจุดที่ หยุดการออสซิลเลท และเมื่อนำเอาวัตถุนั้นออกจากการตรวจจับ วงจรกำเนิดคลื่นความถี่จะ เริ่มการออสซิลเลทใหม่อีกครั้ง สภาวะดังกล่าวจะถูกแยกแยะได้ด้วยวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่อยู่ภายใน หลังจากนั้นก็จะส่งผลไปยังเอาต์พุตว่าให้ทำงานหรือไม่ทำงาน โดยทั้งนี้จะขึ้นอยู่กับชนิดของ เอาต์พุตว่าเป็นแบบใด

2.อุปกรณ์เซนเซอร์สามารถแบ่งได้เป็น 3 ประเภท ตามคุณสมบัติในการตรวจวัด ประกอบด้วย

1. เซนเซอร์ด้านกายภาพ (Physical Sensor) คือ เซนเซอร์ที่ใช้ในการตรวจวัดคุณสมบัติทางกายภาพต่างๆ เป็นเซ็นเซอร์ที่ใช้เซลล์พิเศษที่มีความไว ต่อ แสง, การเคลื่อนไหว, อุณหภูมิ, สนามแม่เหล็ก, แรงโน้มถ่วง, ความชื้น, การสั่นสะเทือน, แรงดัน, สนามไฟฟ้า, เสียง และลักษณะทางกายภาพอื่นๆ ของสภาพแวดล้อมภายนอก/ภายใน เช่น แรงยืด, การเคลื่อนไหวของอวัยวะ รวมทั้ง สารพิษ, สารอาหาร, และสภาพแวดล้อมการเผาผลาญภายใน เช่น ระดับน้ำตาล, ระดับออกซิเจน , ฮอร์โมน, สารสื่อประสาท เป็นต้น

เซนเซอร์ด้านเคมี (Chemical Sensor) คือ เซนเซอร์ที่ใช้ในการตรวจวัดสารเคมีต่างๆ โดยอาศัยปฏิกิริยาจำเพาะทางเคมี และมีการแปลงเป็นข้อมูลหรือสัญญาณที่สามารถอ่านวิเคราะห์ได้ เช่น เซนเซอร์ตรวจวัดสารเคมีปนเปื้อนในสิ่งแวดล้อม หรือดินและน้ำเซนเซอร์ และ อุปกรณ์ในการตรวจวิเคราะห์ทดสอบ สัมพันธ์กันอย่างไร?ทิศทางการพัฒนาอุปกรณ์ในการตรวจวิเคราะห์ทดสอบมีแนวโน้มจะประยุกต์เป็นอุปกรณ์เซนเซอร์ที่เป็นเครื่องมืออิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถอ่านผลได้ง่าย แสดงผลเป็นระบบดิจิตอลหรือตัวเลข โดยไม่จำ เป็นต้องอาศัยผู้เชี่ยวชาญในการตรวจวิเคราะห์และอ่านผลผู้ใช้สามารถใช้อุปกรณ์ดังกล่าวได้ด้วยตัวเอง (Point-of-Care: PoC) จากลักษณะเฉพาะของเซนเซอร์ที่สามารถใช้เป็นอุปกรณ์ในการตรวจวิเคราะห์ที่มีขนาดพกพาสะดวกและใช้งานง่ายนั้น จึงถูกนำ มาประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ

3. เซนเซอร์ทางชีวภาพ(Biosensor) คือ เซนเซอร์ที่อาศัยเทคนิคการนำ สารชีวภาพ (Biological Recognition Material) มาเป็นตัวทำปฏิกิริยาจำเพาะกับสารเป้าหมาย เช่น เซนเซอร์ที่ใช้ในการตรวจวัดระดับน้ำ ตาลในเลือด

ในยุค 4.0 เทคโนโลยี Sensor มีความสำคัญมากต่อการทำงานกับระบบเก็บข้อมูลอัตโนมัติต่างๆ ผ่านเครือข่ายของวัตถุที่เรียกว่า อินเตอร์เน็ตของสรรพสิ่ง หรือ Internet of Things (IoT) และ AI เนื่องจาก ระบบ Sensor ในปัจจุบันมีทิศทางที่คาดว่าจะก้าวสู่ คำว่า วัตถุอัจฉริยะ (Smart Objects) โดยปัจจุบันได้มีการเชื่อมโยงและสื่อสารเข้ากับวัตถุต่างๆ รอบตัว ไม่ว่าจะเป็นรถยนต์ เครื่องใช้ไฟฟ้าในบ้าน และแม้แต่สัตว์เลี้ยงที่บ้าน ก็สามารถเชื่อมโยงสื่อสาร และตอบสนองผ่าน IoT ซึ่งทั้งหมดต้องอาศัยเซนเซอร์ที่มีขนาดเล็กลง ฉลาดขึ้น และราคาที่ถูกลง ซึ่งมีการคาดการณ์ว่า วัตถุอัจฉริยะที่เชื่อมต่ออินเตอร์เน็ตจะมีมากถึง 13 ล้านล้านตัวภายในปี 2025 สำหรับระบบอัจฉริยะต่างๆ รวมทั้ง บ้านอัจฉริยะ (Smart Home) ระบบขนส่งอัจฉริยะ (intelligent transport) เมืองอัจฉริยะ (Smart City) เกษตรกรรมอัจฉริยะ (Smart Agriculture) ระบบดูแลสุขภาพอัจฉริยะ (Smart Healthcare) เป็นต้น

3.

นายธนกร ทะริยะ

เลขที่12