ยินดีต้อนรับทุกท่านสู่ปี 2022
คลาวด์
บริษัทส่วนใหญ่ได้
ระบบซีเคียวริตี้หรือความปลอดภั
ในขณะที่องค์กรใช้วิธีการจั
นอกจากนี้ยังมีการโจมตีแบบ
แม้ว่าการโจมตีของ ransomware อ
ข่าวดีก็คือเราสามารถพึ่งพากลุ่
แอปพลิเคชัน
เราจะได้เห็นเครื่องมือที่นำ
Anywhere Workspace หรือการทำงานได้จากทุ
แนวโน้มสำคัญประการหนึ่งที่
การเข้าใช้งานโดยไม่ใช้รหัสผ่
เราจะเริ่มเห็นว่าในปี 2022 การใช้งาน VPN จะเริ่
Enterprise Blockchain บล็อกเชนกับงานบริ
ทุกวันนี้เวิร์คโฟลว์
ในปี 2022 เรามองว่า เราจะเห็นความสำคัญของบล็
อุตสาหกรรมดาต้าเซ็นเตอร์ กลายเป็นภาคที่ต้องตอบสนองต่อปัญหาสิ่งแวดล้อมมากขึ้น ซึ่งโดยปกติแล้ว อุตสาหกรรมนี้ใช้พลังงานมากมายในการขับเคลื่อนสิ่งอำนวยความสะดวก ทั้งระบบระบายความร้อน และเซิร์ฟเวอร์คอมพิวเตอร์ของลูกค้า ซึ่งในหลายกรณี ต้องใช้น้ำจำนวนมากในการทำให้ระบบเย็นลง อย่างไรก็ตามหนึ่งในลูกค้าของชไนเดอร์ อิเล็คทริค คือ Digital Realty ได้นำร่องสู่ความยั่งยืนมากขึ้น และมีการนำข้อมูลมาใช้เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่แท้จริง
Digital Realty คือกองทรัสต์เพื่อการลงทุนในอสังหาริมทรัพย์ (real estate investment trust) REIT ที่เป็นทั้งเจ้าของ และมีการควบกิจการ รวมถึงพัฒนา และดำเนินการแพลตฟอร์มศูนย์ข้อมูลระดับโลก นอกจากนี้ ยังเป็นผู้นำอุตสาหกรรมดาต้าเซ็นเตอร์ที่ให้ประสิทธิภาพความยั่งยืนต่อสิ่งแวดล้อม ซึ่งยืนยันด้วยการเป็นบริษัทดาต้าเซ็นเตอร์แห่งแรกที่ได้รับรางวัล ENERGY STAR Partner of the Year และเป็นรางวัลที่ได้รับติดกันสองปีซ้อน อีกทั้งทรัพยากรที่เกี่ยวข้องของ Digital Realty ทั้งสามสิบเอ็ดแห่ง ซึ่งคิดเป็นร้อยละ 70 ของกำลังการผลิตของ Digital Reality ที่ครอบคลุมในสหรัฐอเมริกา ยังได้รับการรับรองจาก ENERGY STAR เช่นกัน
การกำหนดเป้าหมายด้านความยั่งยืน
เนื่องจาก Digital Realty เป็นผู้ให้บริการระดับโลกด้านโซลูชันของโคโลเคชั่นดาต้าเซ็นเตอร์ รวมถึงการเชื่อมต่อระหว่างระบบคลาวด์รายใหญ่ที่สุด ความมุ่งมั่นในการกำหนดเป้าหมายด้านความยั่งยืนสำหรับแพลตฟอร์มศูนย์ข้อมูลระดับโลกชั้นนำ (PlatformDIGITAL®) จึงไม่ใช่งานเล็กๆ ในปี 2563 Digital Realty มุ่งมั่นที่จะลดการปล่อยก๊าซในขอบเขต 1 และ 2 (ทางตรงและทางอ้อม) ลงถึง 68 เปอร์เซ็นต์ในศูนย์ข้อมูลกว่า 290 แห่งที่ดำเนินงานใน 24 ประเทศ ซึ่งสอดคล้องกับแผนงานในการรับมือกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศให้อยู่ที่ 1.5 องศา ซึ่งยืนยันโดยโครงการของ Science-Based Target Initiative เพื่อลดการปล่อยคาร์บอนภายในปี 2573
ในภาพใหญ่ Digital Realty ตั้งเป้าวงจรชีวิตที่สมบูรณ์ของดาต้าเซ็นเตอร์ตามเป้าหมายด้านความยั่งยืน กระบวนการเริ่มต้นด้วยการจัดหาและพัฒนาสิ่งอำนวยความสะดวกและพัฒนาไปสู่การปรับวงจรชีวิตการดำเนินงานได้อย่างเหมาะสมเต็มประสิทธิภาพ ซึ่งรวมถึงการปรับปรุงโครงสร้างพื้นฐาน และซัพพลายเชนเป็นระยะ เหล่านี้ สร้างขึ้นบนรากฐานของความมุ่งมั่นพยายาม โดยใช้ตราสารหนี้เพื่อสิ่งแวดล้อม (green bonds) พลังงานหมุนเวียน รวมไปถึงกลยุทธ์การใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ การดูแลน้ำ ความยืดหยุ่นที่รองรับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ และแนวปฏิบัติในการสร้างอาคารสีเขียว เพื่อหาโซลูชันใหม่และนวัตกรรมในการควบคุมการปล่อยมลพิษโดยตรงจากสิ่งอำนวยความสะดวกต่างๆ รวมถึงภายในซัพพลายเชน
ประสานความร่วมมือกับลูกค้าที่มุ่งเน้นความยั่งยืน
สำหรับ Digital Realty นอกจากความยั่งยืนจะดีต่อโลกแล้ว ยังดีต่อธุรกิจอีกด้วย ความมีประสิทธิภาพด้านทรัพยากรได้พิสูจน์ให้เห็นแล้วหลายครั้งว่า ช่วยสร้างมูลค่าให้กับธุรกิจ เนื่องจากการใช้น้ำ และไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ช่วยลดค่าใช้จ่ายอีกทั้งยังสอดคล้องกับสิ่งที่ลูกค้าให้ความสำคัญ ด้วยเหตุนี้ 90 % ของลูกค้าชั้นนำ 20 อันดับแรกของ Digital Realty จึงได้มีการเปิดเผยเป้าหมายด้านความยั่งยืนของตนต่อสาธารณะ
Digital Realty ได้นำความคิดเห็นของลูกค้าพร้อมกับความมุ่งมั่น มาใช้ในการตัดสินใจเพื่อช่วยให้บรรลุวัตถุประสงค์ด้านความยั่งยืน นอกจากนี้ ปัจจัยเรื่อง ESG (สิ่งแวดล้อม สังคม และธรรมาภิบาล) ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญสามประการในการวัดความยั่งยืนของบริษัทและผลกระทบทางจริยธรรม ยังทวีความสำคัญยิ่งขึ้นในสายตาของนักลงทุน ในฐานะที่ Digital Realty เป็นหนึ่งในสิบของกองทรัสต์เพื่อการลงทุนด้านอสังหาริมทรัพย์ของสหรัฐอเมริกา (REIT) ที่มีการซื้อขายในตลาดหลักทรัพย์ที่ใหญ่ที่สุด Digital Realty ยังได้เข้าไปมีส่วนร่วมอย่างจริงจังกับนักลงทุนรายหลัก เพื่อทำความเข้าใจลำดับความสำคัญและวัตถุประสงค์ในการลงทุนที่เกี่ยวข้องกับ ESG
ใช้ตัววัดเพื่อการประหยัดพลังงาน
Digital Realty ใช้เมตริกหรือตัววัดที่ตรวจสอบได้รวมถึงองค์กรภายนอกเพื่อสนับสนุนข้อเรียกร้อง ซึ่งชไนเดอร์ อิเล็คทริค ในฐานะที่เป็นซัพพลายเออร์รายสำคัญของ Digital Realty พร้อมอีกบทบาทหนึ่งในการเป็นบริษัทที่ยั่งยืนที่สุดในโลก กำลังเดินหน้าอย่างต่อเนื่องเพื่อเป็นผู้นำในการพูดคุยหัวข้อในเรื่องของความยั่งยืน ด้วยบทบาทของเราทั้งสองมุม ทำให้เราทราบดีว่าเราต้องมีข้อมูลในปริมาณมากเพื่อใช้เป็นกำลังสนับสนุนข้อเรียกร้องของเรา
ตัววัดประสิทธิภาพพลังงานที่น่าจับตามองของ Digital Realty คือค่า PUE (ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน) ซึ่ง PUE เป็นค่าอัตราส่วนระหว่างการใช้พลังงานประจำปีของศูนย์ข้อมูล และพลังงานทั้งหมดที่เซิร์ฟเวอร์คอมพิวเตอร์ใช้ในแต่ละปี ซึ่งเป้าหมายของการลด PUE ของศูนย์ข้อมูลแบบโคโลเคชั่น ภายในปี 2565 อยู่ที่ 10 % (เทียบกับค่าพื้นฐานจากปี 2560) ซึ่งก็ทำได้สูงกว่าเป้า โดยสามารถลด PUE ได้ 11 % ทั้งนี้ Digital Realty ยังให้ข้อมูลแก่ลูกค้า ในระดับที่ลงลึกถึงลูกค้าแต่ละราย โดยใช้ซอฟต์แวร์ PME ของชไนเดอร์ อิเล็คทริค มาช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของ PUE ซึ่งข้อมูลดังกล่าวช่วยให้ลูกค้าสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพ PUE ได้ดียิ่งขึ้น
การประหยัดพลังงานอย่างมีนัยสำคัญมาจากการใช้ LED ในดาต้าเซ็นเตอร์ และดาต้าเซ็นเตอร์แห่งใหม่ของ Digital Realty ก็ใช้แสงสว่างจาก LED ทั้งหมด เนื่องจากเป็นระบบไฟที่มีประสิทธิภาพสูงสุดในปัจจุบัน นอกจากนี้ระบบทำความเย็นยังมาจากการใช้ประโยชน์ของ “ฟรีคูลลิ่ง” เท่าที่จะสามารถทำได้ แม้แต่ในสภาพอากาศที่อบอุ่น เช่น ซานตาคลารา แคลิฟอร์เนีย ศูนย์ข้อมูลหลายแห่งของ Digital Realty ใช้อากาศเย็นในตอนกลางคืนเพื่อระบายความร้อนเป็นเวลาหลายพันชั่วโมงในแต่ละปี เพื่อประหยัดพลังงานไฟฟ้า นอกจากนี้ ยังมีการนำพลังงานหมุนเวียนมาใช้ในหลายแห่ง เช่น ในเมืองดัลลัส รัฐเท็กซัส Digital Realty ได้ทำข้อตกลงระยะยาวในการจัดหาพลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์จำนวน 154 เมกะวัตต์ ซึ่งชไนเดอร์ อิเล็คทริค ได้ทำงานในนามของ Digital Realty เพื่อเจรจาข้อตกลงในการซื้อไฟฟ้าพลังงานหมุนเวียนบางส่วน ทำให้ พอร์ตโฟลิโอโดยรวมของ Greater Dallas ทั้งหมดของ Digital Realty ในปีนี้จะขับเคลื่อนด้วยพลังงานหมุนเวียนเกือบประมาณ 70%
นำข้อมูลมาใช้ในการอนุรักษ์น้ำ
ในไตรมาส 1 ปี 2564 Digital Realty ได้กลายเป็นผู้บริโภครายแรกที่ใช้น้ำรีไซเคิลและเป็นบริษัทศูนย์ข้อมูลรายแรกและรายเดียวที่เข้าร่วมเครือข่ายผู้ใช้น้ำรีไซเคิลของสมาคม WaterReuse (เครือข่ายสำหรับธุรกิจและหน่วยงานอื่นๆ ที่ใช้น้ำรีไซเคิล) การเป็นสมาชิกของบริษัทในเครือข่ายผู้ใช้น้ำรีไซเคิลนั้นรวมถึงการเป็น green designation WATER STAR® ซึ่งให้การยอมรับถึงความสำเร็จของ Digital Realty ในฐานะผู้ดูแลทรัพยากรน้ำในชุมชนท้องถิ่น
การประเมินการขับเคลื่อนด้วยข้อมูลของ Digital Realty ได้ข้อสรุปว่า ในปี 2563 กว่า 50 % ของน้ำที่นำมาใช้ในการทำให้ศูนย์ข้อมูลในสหรัฐฯ เย็นลงนั้น มาจากแหล่งน้ำที่ไม่สามารถดื่มได้ โดยรวมแล้ว 43 % ของแหล่งน้ำทั่วโลกในปี 2563 มาจากแหล่งน้ำที่ไม่สามารถดื่มได้ที่อยู่ภายในเทศบาล หรือเป็นน้ำรีไซเคิลภายในไซต์งาน
ในสหรัฐอเมริกา ศูนย์ข้อมูล Westin Building Exchange ของ Digital Realty ในซีแอตเทิล รัฐวอชิงตัน จัดหาระบบทำความร้อนให้กับแคมปัส ของบริษัท Amazon ที่อยู่ติดกัน ซึ่ง Ecodistrict ใช้น้ำเย็นที่ถูกทำให้ร้อนจากอาคารเวสทินเพื่อสร้างความอบอุ่นแก่อาคารสำนักงานใหญ่ระดับโลกของอเมซอน ขณะที่น้ำเย็นจากอาคารของ Amazon จะถูกนำกลับมาใช้ใหม่ใน Westin เพื่อทำให้โครงสร้างพื้นฐานของศูนย์ข้อมูลเย็นลง
ในที่สุดระบบจะให้ความร้อนแก่พื้นที่สำนักงานประมาณ 5 ล้านตารางฟุต การรีไซเคิลพลังงานส่วนเกินจาก Westin คาดว่าจะช่วยประหยัดการใช้ไฟฟ้าได้ประมาณ 80 ล้านกิโลวัตต์ชั่วโมง ตลอด 25 ปี ซึ่งเทียบเท่ากับการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากการเผาไหม้ถ่านหิน 62 ล้านปอนด์ โครงการนี้สอดคล้องกับเป้าหมายของเมืองซีแอตเทิลในการลดการปล่อยพลังงานในอาคารลง 38% จากปี 2551 ภายในปี 2573 และบรรลุสถานะคาร์บอนเป็นกลางภายในปี 2593
เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศทำให้เกิดความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับน้ำ ดังนั้น Digital Realty จึงใช้ตัวชี้วัด GRESB เพื่อทำการวิเคราะห์สถานการณ์ความเสี่ยงทางกายภาพสำหรับพอร์ตโฟลิโอของตน การประเมินความเสี่ยงรวมถึงการเพิ่มของระดับน้ำทะเล และความเครียดน้ำ (water stress) Digital Realty ใช้เครื่องมือมากมายในการประเมินการใช้น้ำและหนึ่งในนั้นคือเครื่องมือ Aqueduct ของสถาบันทรัพยากรโลก ที่ให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับการขาดแคลนน้ำและประเมินการใช้น้ำในภูมิภาคที่ขาดแคลนน้ำ
ถัดไปคือตัวชี้วัดซัพพลายเชน
Digital Realty ทราบว่าธุรกิจที่ยั่งยืนจะต้องได้รับแรงหนุนจากซัพพลายเชนที่”สะอาด” ดั้งนั้น Digital Realty จึงได้เริ่มให้ความสำคัญกับผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของซัพพลายเออร์ เป้าหมายส่วนหนึ่งของโครงการ Science-Based Target Initiative คือการลดการปล่อยคาร์บอนในขอบเขตที่ 3 ลง 24% ต่อพื้นที่ภายในปี 2573
เรื่องนี้คือความพยายามอย่างต่อเนื่อง โดยทั้ง Digital Realty และ Schneider Electric ต่างทำงานร่วมกันได้อย่างดี เพราะเราได้แบ่งปันวัตถุประสงค์ร่วมกันอีกทั้งให้ความสำคัญกับความยั่งยืนเหมือนกัน เรายังคงดำเนินการในเชิงรุกโดยการนำแนวทางใหม่ๆ ที่ดีกว่าเดิมมาใช้ เพื่อสร้างผลกระทบเชิงบวกต่อสิ่งแวดล้อม เรารู้สึกตื่นเต้นที่จะได้ร่วมงานกับ Digital Realty ต่อไป เพื่อช่วยสร้างโลกและอุตสาหกรรมศูนย์ข้อมูลที่ดีและยั่งยืนยิ่งขึ้น
# # #
เกี่ยวกับชไนเดอร์ อิเล็คทริค
เป้าหมายของชไนเดอร์ อิเล็คทริค คือการช่วยให้ทุกคนใช้พลังงานและทรัพยากรได้เกิดประโยชน์สูงสุด เชื่อมโยงความก้าวหน้าและความยั่งยืนเพื่อประโยชน์ของทุกคน เราเรียกสิ่งนี้ว่า Life Is On
ภารกิจของเราคือการเป็นพันธมิตรด้านดิจิทัลกับคุณ เพื่อสร้างประสิทธิภาพและความยั่งยืน
เราขับเคลื่อนการปฏิรูปสู่ดิจิทัล ด้วยการผสานรวมเทคโนโลยีชั้นนำของโลกด้านพลังงานและกระบวนการจัดการ เข้ากับผลิตภัณฑ์ตั้งแต่จุดเชื่อมต่อปลายทางไปยังคลาวด์ ระบบควบคุม รวมถึงซอฟต์แวร์และการบริการครอบคลุมตลอดวงจรชีวิตการทำงานทั้งหมด เพื่อสร้างศักยภาพในการบริหารจัดการองค์กรแบบบูรณาการ ทั้งสำหรับบ้าน อาคาร ดาต้าเซ็นเตอร์ ระบบโครงสร้างพื้นฐานและอุตสาหกรรม
เราคือบริษัทระดับโลกที่มีการดำเนินงานในระดับท้องถิ่นมากที่สุด เราสนับสนุนมาตรฐานระบบเปิดและระบบนิเวศของคู่ค้าที่มีความมุ่งมั่นแรงกล้าในการทำตามวัตถุประสงค์อย่างมีเป้าหมายร่วมกัน และคุณค่าในการรวมกันเป็นหนึ่งเดียวพร้อมขับเคลื่อนไปข้างหน้าด้วยกัน
การ์ทเนอร์คาดการณ์ยอดจัดส่งรถยนต์ขับเคลื่อนด้วยพลังงานไฟฟ้า (แบบใช้พลังงานจากแบตเตอรี่และแบบปลั๊กอิน-ไฮบริด) ในปี 2565 จะเพิ่มขึ้นเป็น 6 ล้านคัน จาก 4 ล้านคันในปี 2564
การ์ทเนอร์คาดว่ารถยนต์ (Cars) จะมีสัดส่วนจัดส่งสูงถึง 95% ของตลาดยานยนต์พลังงานไฟฟ้าทั้งหมดในปี 2565 ส่วนที่เหลือจะแบ่งเป็น รถโดยสาร (Buses) รถตู้ (Vans) และรถบรรทุกขนาดใหญ่ (Heavy Trucks) (ดูตามตารางที่ 1)
ตารางที่ 1: ปริมาณการจัดส่งยานยนต์ไฟฟ้าทั่วโลก ปี 2564-2565 (หน่วยตามจริง)
| ยอดจัดส่ง ปี 2564 | ยอดเติบโต ปี 2564 (%) | ยอดจัดส่ง ปี 2565 | ยอดเติบโต ปี 2565 (%) | |
| รถยนต์ | 4,473,907 | 38.3 | 6,022,147 | 34.6 |
| รถโดยสาร | 165,551 | 18.1 | 198,353 | 19.8 |
| รถตู้ | 86,274 | 56.1 | 126,607 | 46.8 |
| รถบรรทุกขนาดใหญ่ | 15,171 | 41.5 | 22,663 | 49.4 |
| รวม | 4,740,903 | 37.7 | 6,369,769 | 34.4 |
เนื่องจากการปัดเศษ ทำให้ตัวเลขบางตัวรวมกันแล้วไม่ตรงกับจำนวนรวมทั้งหมด
ที่มา: การ์ทเนอร์ (มกราคม 2565)
ประเทศจีนและยุโรปตะวันตกมียอดจัดส่งยานยนต์พลังงานไฟฟ้าสูงสุดในปีนี้
ด้วยนโยบายของสาธารณรัฐประชาชนจีนที่มีคำสั่งให้ภายในปี 2573 ผู้ผลิตรถยนต์ต้องผลิตรถยนต์พลังงานไฟฟ้าในสัดส่วน 40% ของยอดจำหน่ายรถยนต์ทั้งหมด รวมถึงการจัดตั้งโรงงานผลิตรถยนต์พลังงานไฟฟ้าขึ้นใหม่ การ์ทเนอร์คาดว่าประเทศจีนจะกลายเป็นผู้นำอันดับ 1 ที่ครองยอดการจัดส่งรถยนต์พลังงานไฟฟ้า โดยมีสัดส่วนราว 46% ของการจัดส่งรถยนต์พลังงานไฟฟ้าทั้งหมดทั่วโลกในปีนี้ โดยมียอดจัดส่งสูงถึง 2.9 ล้านคัน ขณะที่ฝั่งยุโรปตะวันตกจะอยู่ในอันดับที่ 2 ด้วยยอดการจัดส่งที่ 1.9 ล้านคัน และตามมาด้วยอันดับสามคือผู้ผลิตจากอเมริกาเหนือ ที่คาดว่าจะมียอดจัดส่งอยู่ราว 855,300 คัน
“แผนของสหภาพยุโรป (EU) ที่ต้องการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) จากการใช้รถยนต์ให้ได้ที่ 55% และรถตู้ที่ 50% ภายในปี 2573 เป็นการกระตุ้นตลาดรถยนต์พลังงานไฟฟ้าที่สำคัญในยุโรป” ดาเวนพอร์ท กล่าวเพิ่มเติมว่า
จากการที่รัฐบาลในประเทศต่าง ๆ ทั่วโลกหันมาให้ความสำคัญ ออกกฎระเบียบและใช้มาตรการกระตุ้นต่าง ๆ เพื่อผลักดันยอดจำหน่ายรถยนต์พลังงานไฟฟ้าเพิ่มมากขึ้น นั่นทำให้อุตสาหกรรมยานยนต์เพิ่มการลงทุนในบริษัทที่เป็นผู้วางโครงสร้างพื้นฐานจุดชาร์จไฟและเทคโนโลยีแบตเตอรี่ในรถยนต์ เพื่อส่งเสริมและสนับสนุนให้ผู้บริโภคและภาคธุรกิจเปลี่ยนมาใช้รถยนต์พลังงานไฟฟ้า การ์ทเนอร์คาดว่า ในปีนี้จะมีจำนวนจุดชาร์จไฟฟ้าสาธารณะทั่วโลกเพิ่มขึ้นเป็น 2.1 ล้านจุด จากเดิม 1.6 ล้านจุด เมื่อปี 2564
ปัจจัยท้าทายการใช้รถยนต์ไฟฟ้ายังมีอยู่อีกมาก
เพื่อส่งเสริมการเปลี่ยนมาใช้รถยนต์พลังงานไฟฟ้า ผู้ผลิตจะต้องจัดการกับปัจจัยหลายประการ อาทิ การลดราคารถยนต์พลังงานไฟฟ้าและแบตเตอรี่ การรีไซเคิลแบตเตอรี่ การนำเสนอรถยนต์พลังงานไฟฟ้ารุ่นต่าง ๆ ที่หลากหลายกว่าเดิม พร้อมยืดระยะการขับให้ได้ระยะไกลขึ้น รวมถึงการปรับปรุงโครงสร้างพื้นฐานในเรื่องจุดชาร์จไฟฟ้า
ดาเวนพอร์ท กล่าวเพิ่มเติมว่า “นอกจากนี้ ยังมีความท้าทายสำคัญที่ต้องเร่งแก้ไข นั่นคือ จำนวนจุดชาร์จไฟฟ้าแบบเร็วที่บ้านและตามพื้นที่สาธารณะต่าง ๆ ที่ยังขาดแคลน โดยผู้ให้บริการสาธารณูปโภคจะต้องเพิ่มการลงทุนในโครงสร้างพื้นฐานไฟฟ้าสมาร์ทกริดเพื่อรับมือกับปริมาณการใช้ไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้น และตอบสนองต่อเป้าหมายทางด้านสิ่งแวดล้อมและการเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศ โดยประเทศที่ยังใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลเพื่อผลิตไฟฟ้าจะต้องออกแบบระบบการผลิตไฟฟ้าใหม่เพื่อรองรับการเปลี่ยนแปลงดังกล่าว”
เกี่ยวกับการ์ทเนอร์
บริษัท การ์ทเนอร์ (Gartner, Inc.) (NYSE: IT) คือบริษัทวิจัยและให้คำปรึกษาชั้นนำของโลก มอบข้อมูลเชิงลึก คำแนะนำ และเครื่องมือต่าง ๆ แก่ผู้บริหารองค์กรธุรกิจ เพื่อรองรับการดำเนินภารกิจสำคัญที่มีอยู่ในปัจจุบันและสร้างองค์กรให้ประสบความสำเร็จในอนาคต ดูข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับแนวทางของการ์ทเนอร์ในการช่วยให้ผู้บริหารตัดสินใจอย่างถูกต้องเพื่อขับเคลื่อนอนาคตของธุรกิจได้ที่ gartner.com
#ev
#รถไฟฟ้า
โดย วัลเลอรี เลย์อัน ประธานฝ่ายการขนส่งดูแลทั่วโลก ชไนเดอร์ อิเล็คทริค
ทำอย่างไรสนามบินจึงจะสามารถบรรลุเป้าหมายความเป็นกลางด้านคาร์บอน (carbon neutrality) และการปล่อยก๊าซเรือนกระจกเป็นศูนย์ได้ภายในปี 2050 โซลูชันที่ดีที่สุดคือการรวมไมโครกริดไว้ในแผนพลังงานสีเขียว ไมโครกริด Microgrids ได้รับการยอมรับว่าเป็นทางเลือกที่ชาญฉลาดสำหรับความพยายามเพื่อไปสู่การเป็นสนามบินคาร์บอนต่ำ เนื่องจากให้ความสามารถหลากหลายแง่มุม เพิ่มความยั่งยืนและความยืดหยุ่น อีกทั้งช่วยประหยัดค่าใช้จ่าย
แม้ว่าในระยะหลังๆ สนามบินหลายแห่งเริ่มมีการปรับใช้ไมโครกริด ซึ่งเป็นหัวใจสำคัญในการตอบสนองความท้าทายด้านความยั่งยืนและความน่าเชื่อถือของพลังงานในภาคอุตสาหกรรมอื่นๆ อีกมากมาย ทั้งดาต้าเซ็นเตอร์ โรงพยาบาล การคมนาคมขนส่ง และอาคารพาณิชย์ ตัวอย่างเช่น ท่าเรือขนาดใหญ่ของแคลิฟอร์เนียหลายแห่งได้มีการปรับใช้ไมโครกริดเพื่อความปลอดภัยด้านพลังงาน และให้ความยืดหยุ่นได้ตามต้องการ เพื่อตอบโจทย์เรื่องกฎระเบียบด้านสภาพภูมิอากาศที่เข้มงวดของแคลิฟอร์เนีย ไมโครกริดของ Port of Long Beach เป็นตัวอย่างที่ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการจัดหาพลังงานได้อย่างเสถียรโดยใช้ฟีเจอร์นวัตกรรม อย่างเช่น แบตเตอรี่เคลื่อนที่ ที่สามารถขยายการเข้าถึงไมโครกริดได้ทั่วอากาศยานระหว่างที่เกิดเหตุการณ์ฉุกเฉิน
ไมโครกริดมีเครือข่ายไฟฟ้าในตัวเอง ช่วยให้สนามบินต่างๆ สามารถบริหารจัดการไซต์พลังงานได้ด้วยตัวเอง รวมไปถึงการควบคุมการใช้งานได้ไม่ว่าจะใช้เมื่อไร หรือใช้อย่างไรก็ตาม โดยสามารถผสานรวมการใช้พลังงานหมุนเวียนร่วมกัน เช่น พลังงานลมและแสงอาทิตย์ และสามารถบริหารจัดการและใช้พลังงานได้อย่างเหมาะสมเต็มประสิทธิภาพ ด้วยคุณสมบัติอย่างการกักเก็บพลังงานไว้ที่ไซต์ เช่นแบตเตอรี่และเซลล์เชื้อเพลิง ที่สามารถกักเก็บพลังงานที่ผลิตในไซต์ได้ทำให้ไม่ต้องปล่อยทิ้งไปโดยเปล่าประโยชน์ การขับเคลื่อนไปสู่การผลิตไฟฟ้าที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมคือสิ่งสำคัญ เพราะสนามบินมีผู้ใช้พลังงานจำนวนมหาศาล – การใช้พลังงานไฟฟ้าและพลังงานความร้อนของสนามบินขนาดใหญ่ ในแต่ละวันเทียบเท่ากับเมืองที่มีประชากรมากถึง 100,000 คน
ไมโครกริดสามารถรวมและบริหารจัดการแหล่งผลิตไฟฟ้าแบบกระจายศูนย์ (DER) ได้หลายประเภท โดยเฉพาะอย่างยิ่งพลังงานที่ได้จากแหล่งพลังงานหมุนเวียน ไมโครกริดจะให้ความสามารถในการสร้างสมดุลระหว่างอุปสงค์และอุปทาน ผ่านฟีเจอร์การจัดการขั้นสูง เช่น การปลดโหลดได้อย่างชาญฉลาด และ/หรือความสามารถในการเรียกใช้หรือปิดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแต่ละตัว
ไมโครกริดเป็นเสาหลักสำคัญของความยั่งยืนแห่งอนาคตของสนามบิน เพราะพลังงานที่ยืดหยุ่นและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ให้ความปลอดภัยด้านพลังงานที่ขาดไม่ได้
สิ่งอำนวยความสะดวกที่สำคัญ เช่น สนามบิน ไม่เพียงต้องการพลังงานสีเขียวเท่านั้น แต่ยังต้องเป็นพลังงานที่เชื่อถือได้ด้วย เพราะเป็นประเด็นเรื่องของความปลอดภัยอีกทั้งยังเกี่ยวข้องอย่างมากกับเรื่องการเงิน มีเหตุการณ์ที่เกิดเมื่อเร็วๆ นี้ หลายเหตุการณ์ ที่แสดงให้เห็นว่าการที่ไฟฟ้าดับทำให้เกิดการหยุดชะงักและเสียค่าใช้จ่ายได้มากเพียงใด เช่นการที่ Atlanta International ไฟฟ้าดับนานถึง 11 ชั่วโมง นั้นทำให้ Delta Airlines เสียค่าใช้จ่ายประมาณ 50 ล้านดอลลาร์ รวมถึงทำให้ผู้โดยสารหลายพันคนต้องรอเก้อ และนำไปสู่การยกเลิกเที่ยวบินประมาณ 1,500 เที่ยว
การมีแหล่งพลังงานทางเลือกที่เชื่อถือได้ เช่น ไมโครกริด สามารถป้องกันการสูญเสียเหล่านี้ได้โดยมั่นใจได้ว่าจะมีการจ่ายไฟอย่างต่อเนื่องแม้ในช่วงที่ไฟฟ้าดับ
ไมโครกริดยังช่วยประหยัดต้นทุนได้อย่างมาก
การตอบสนองความต้องการด้านพลังงานของสนามบิน ด้วยพลังงานหมุนเวียนจากไมโครกริดสามารถใช้ต้นทุนได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น
แต่การที่จะทำให้เกิดประโยชน์สูงสุด สนามบินต้องทำเทคโนโลยีอัจฉริยะเข้ามาช่วยบริหารจัดการไมโครกริด
ไมโครกริดและการสนับสนุนเทคโนโลยีช่วยให้มั่นใจถึงเงื่อนไขการทำงานที่เหมาะสมที่สุด และให้ข้อมูลเชิงลึกแบบเรียลไทม์ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญรวมถึงให้ความเสถียรของระบบ ตัวอย่างเช่น เทคโนโลยีไมโครกริดมอบเครื่องมือต่างๆ แก่สนามบินในการบริหารจัดการแหล่งผลิตพลังงานแบบกระจายศูนย์ในระยะไกลได้แบบไดนามิคโดยอัตโนมัติ ด้วยการใช้พลังงานหมุนเวียนได้อย่างเหมาะสมและเกิดประโยชน์สูงสุด และช่วยให้สนามบินควบคุมของพลังงานได้ดียิ่งขึ้น อีกทั้งให้ความสามารถในการสร้างสมดุลของโหลดเพื่อให้เกิดความเสถียร นอกจากนี้เทคโนโลยีที่เชื่อมต่อยังช่วยในการคาดการณ์ช่วงเวลาที่ดีที่สุดในการใช้งาน การผลิต การเก็บ และการขายพลังงาน เพื่อให้สนามบินมีทางเลือกด้านพลังงานที่ฉลาดและคุ้มค่าที่สุด
การประยุกต์ใช้ไมโครกริดและเทคโนโลยีอัจฉริยะ ตลอดจนสถาปัตยกรรมระบบดิจิทัลที่สมบรูณ์แบบ end-to-end นอกจากจะช่วยให้ระบบเหล่านี้ทำงานได้ดีแล้ว ยังช่วยสร้างความอุ่นใจเนื่องจากช่วยให้มั่นใจถึงความต่อเนื่องด้านพลังงานที่เชื่อถือได้ เนื่องจากเป็นแหล่งพลังงานที่จัดหาได้เองในพื้นที่ จึงทำให้ไมโครกริดสามารถแยกตัวเองออกจากโครงข่ายหลัก ทว่ายังคงจัดหาพลังงานป้อนสนามบินได้อย่างต่อเนื่องกระทั่งในช่วงที่เกิดความผันผวนด้านพลังงานก็ตาม นอกจากนี้ ไมโครกริดยังให้พลังงานที่สะอาดกว่าทางเลือกพลังงานสำรองแบบดั้งเดิมเช่นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานดีเซล ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานฉุกเฉินที่ใช้กันมากที่สุดโดยทั่วไปสำหรับสนามบิน แต่เป็นส่วนที่ปล่อยมลพิษที่เกี่ยวข้องในสนามบินซึ่งต้องเสียค่าใช้จ่ายที่แพงในการดูแลและซ่อมบำรุง
ตัวอย่างสนามบิน JFK กำลังนำโซลูชันไมโครกริดมาใช้งาน เพื่อลดใช้การใช้พลังงานได้มากถึง 30 เปอร์เซ็นต์
สนามบิน JFK ของมหานครนิวยอร์ค ที่รองรับผู้โดยสารมากว่า 60 ล้านคนต่อปี ได้มีการพัฒนาอาคารผู้โดยสาร Terminal One ด้วยการนำไมโครกริดที่ล้ำหน้าและเครื่องมือเชื่อมต่อไมโครกริดมาใช้ ที่จะช่วยปรับปรุงเรื่องความยั่งยืนและเพิ่มความยืดหยุ่นของอาคารผู้โดยสาร โดยคาดว่าจะช่วยลดการใช้พลังงานเชื้อเพลิงทั้งหมดที่ใช้ในการดำเนินการในส่วนอาคารผู้โดยสารได้มากถึง 30 เปอร์เซ็นต์ อีกทั้งยังมีส่วนช่วยให้สนามบินสามารถบรรลุเป้าหมายการใช้งานงานพลังงานหมุนเวียนได้ 100 เปอร์เซ็นต์ภายในสิบปีข้างหน้า และยังเพิ่มเวลาทำงานหรือ uptime ได้ถึง 99.999 เปอร์เซ็นต์
ศึกษาข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับบทบาทสำคัญของไมโครกริดในการสร้างความยั่งยืนแห่งอนาคต
สนามบินและอุตสาหกรรมอื่นๆ จึงไม่ควรพลาดโอกาสสำคัญในการสร้างความก้าวหน้าไปสู่ความยั่งยืน และเพิ่มการใช้พลังงานหมุนเวียนด้วยการนำโซลูชันเทคโนโลยีที่ได้รับการพิสูจน์และยอมรับมาใช้งาน เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับเทคโนโลยีไมโครกริดและไมโครกริดช่วยให้สนามบินอย่าง JFK มั่นใจในพลังงานที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและน่าเชื่อถือ
Agrodome คือโมดูลพลาสติกรีไซเคิล สร้างสภาพแวดล้อมแบบเรือนกระจกสำหรับพืชทำให้เจริญเติบโตได้ดีขึ้น
โดย Agrodrome เป็นผลงานการออกแบบจาก nos ที่จัดว่าเป็นบริษัทที่รับออกแบบผลิตภัณฑ์ที่มีชื่ออันดับต้นๆ แห่งอัมสเตอร์ดัม ประเทศเม็กซิโก ซึ่งผลงานที่ชื่อว่า Agrodrome นี้ ทำมาจากขวดน้ำพลาสติกที่ใช้แล้ว และถูกนำมาทำความสะอาดบดและหลอมใหม่เป็นโดมพลาสติกใส ซึ่งจะช่วยสร้างสภาวะเรือนกระจกที่สมบูรณ์แบบที่จำเป็นสำหรับการเติบโตของพืช
ลักษณะทางกายภาพ
Agrodome มีรูปทรงคล้ายร่มเป็นพลาสติกใส เจาะรูเล็กๆ ไว้โดยรอบ กึ่งกลางของด้านบนเป็นร่องรับน้ำให้ไหลลงก้านทรงกรวยที่มีร่องสำหรับระบายน้ำ โดยออกแบบมาให้สามารถวางซ้อนกันได้
รูปแบบการใช้งาน
ผู้ใช้สามารถเริ่มปลูกในแปลงปลูกจริงตั้งแต่การเพาะเมล็ดโดยไม่จำเป็นต้องย้ายต้นกล้าไปปลูกในแปลงปลูกจริงอีกครั้งหนึ่ง และยังขยับเพิ่มลดความสูงตามความต้องการได้โดยการขยับปลายของส่วนกรวย
โดยเมื่อต้นกล้าเติบโตจนแข็งแรงดีแล้วยังสามารถเคลื่อนย้าย Agrodrome นี้ ไปใช้งานในแปลงอื่นต่อไปได้อย่างสะดวกโดยการวางมันซ้อนกันได้จำนวนมาก
ส่วนกลางทำหน้าที่เป็นช่องทางให้น้ำไหลลงใต้ดินโดยตรงเพื่อการดูดซึมที่ดีขึ้น
ส่วนบนของโดมมีรูระบายอากาศเพื่อสมดุลปริมาณการไหลเวียนของออกซิเจนที่เพียงพอ
เมื่ออ่านมาถึงท้ายนี้ ต้องบอกตามตรงว่า ผู้เขียนก็มีข้อมูลเพียงเท่านี้จริงๆ เนื่องจากผลงานนี้เป็นงานออกแบบผลิตภัณฑ์ แต่ก็ดูแล้วมีความเป็นไปได้ที่จะนำมาใช้จริง จึงนำมาเล่าสู่กันฟัง ไว้มีเวลาจะลองทำใช้ดูบ้าง ได้ผลอย่างไรจะมารายงานให้นักอ่านผู้รักการประดิษฐ์ทุกท่านทราบอีกครั้ง
Thank you for pictures and content from nos.
เริ่มจากวันที่เราตื่นตัวเรื่องฝุ่นจิ๋ว PM2.5 จนมาสู่การจู่โจมของ COVID-19 ทำให้ผู้คนเริ่มคุ้นชินกับการสวมใส่หน้ากากอนามัยและเริ่มดูชินตา ไม่เหมือนกับการสวมใส่ในช่วงแรกที่ทำเอาคนที่สวมใส่ดูกลายเป็นคนประหลาดไปเลย
ในบทความนี้เราลองมาดูนวัตกรรมการออกแบบหน้ากากอนามัยในยุคสมัยที่ต่อจากนี้เราจะเริ่มคุ้นชินและกลายเป็นส่วนหนึ่งของชีวิตประจำวันที่เราแทบทุกคนจะต้องพกติดตัวในที่สุด
Xiaomi mijia Purely
เริ่มจากแบรนด์ที่คุ้นเคย กับนวัตกรรมหน้ากากจากเสี่ยวมี่ Xiaomi mijia Purely ที่มีพัดลมติดตั้งอยู่ด้านหน้าของหน้ากาก เปรียบเหมือนมีเครื่องฟอกอากาศขนาดเล็กติดตั้งอยู่ที่หน้ากากเลยทีเดียว
โดยความแรงของพัดลมจะมี 3 ระดับ พัดลมสามารถทำงานได้ต่อเนื่อง 4 ถึง 8 ชั่วโมง ขึ้นอยู่กับระดับความแรงของพัดลมที่เปิด เมื่อพลังงานหมดก็สามารถชาร์จโดยการเชื่อมต่อสาย microUSB
โดยในชุดผู้ผลิตจะแถมแผ่นกรองที่มีความหนาแตกต่างกันสำหรับติดตั้งในช่องพัดลม และมีแผ่นหน้ากากสำหรับรองด้านในอีกหนึ่งแผ่น
อันนี้มีจำหน่ายจริงแล้วนะครับและราคาก็ไม่แรงมาก สนใจก็ลองเข้าไปซื้อหากันได้ตามลิงก์นี้เลย
Atmōs
หน้ากากสุดแนวที่ได้รับรางวัลในงาน CES2019 เห็นแล้วให้คิดถึงภาพยนตร์ไซไฟเป็นยิ่งนัก ด้วยรูปทรงล้ำสมัยที่ยากจะบรรยาย
หน้ากากทั่วไปจะใช้เพียงแผ่นกรองประเภท HEPA ซึ่งเป็นกรองที่มีความละเอียดสูง แต่หน้ากากตัวนี้มันปกป้องฝุ่นด้วยหลักการไหลเวียนของอากาศ ลองนึกถึงเมื่อคุณเดินเข้าห้างแล้วมีลมแรงๆ พัดลงมาที่ศรีษะของคุณ นั่นแหละครับวัตถุประสงค์ค่อนข้างใกล้เคียงกัน แต่หลักการจะต่างออกไป
โดยหน้ากาก Atmōs จะมีพัดลมทั้งหมด 2 ชุด ตัวแรกทำหน้าที่เป่าลมให้ไหลเข้าไปในหน้ากากที่ออกแบบให้ลมสามารถไหลผ่านบริเวณปากและจมูกของผู้สวมใส่โดยไม่ฟุ้งกระจายออกไปด้านนอก ทำให้ผู้สวมใส่ได้รับอากาศที่บริสุทธิ์ไหลเวียผ่านจมูกตลอดเวลา โดยอีกฝั่งของหน้ากากจะมีพัดลมอีกหนึ่งชุดที่ทำหน้าที่ดูดอากาศออกเพื่อสร้างการไหลเวียนของอากาศในหน้ากากนั่นเอง
ดูเหมือนง่ายๆ แต่ก็ต้องใช้หลักการออกแบบทางวิศวกรรมและผ่านการทดสอบมาหลายปีกว่าจะสามารถผลิตออกมาจำหน่ายได้สำหรับผู้สนใจสามารถเข้าไปสั่งจองหน้ากากสุดแนวนี้ได้ที่ https://www.ao-air.com/
FIRE MASK
สำหรับนวัตกรรมหน้ากากชิ้นนี้ไม่ได้ออกแบบมาสำหรับผู้ใช้ทั่วไปที่ต้องการห่างไกลจากฝุ่น pm2.5 และโควิด แต่นวัตกรรมหน้ากากตัวนี้ออกแบบมาสำหรับผู้ที่ปฏิบัติหน้าที่ในไซต์งานก่อสร้าง หรือนักดับเพลิงเป็นหลัก
เนื่องจากควันไฟที่มักจะเป็นอันตรายต่อผู้ปฏิบัติงาน นักออกแบบแดนกิมจิอย่าง Inyong Bang จึงได้มีแนวคิดออกแบบหน้ากากกันไฟนี้เพื่อป้องกันการสูดดมควันจนอาจทำให้หมดสติได้
ลักษณะของหน้ากากนักดับเพลิงนี้ก็จะมีรูปทรงคล้ายกับหน้ากากสำหรับกันสารพิษ เมื่อกดปุ่มที่ด้านหน้าของหน้ากากจะทำให้น้ำถูกฉีดกระจายไปยังเยื่อกระดาษอัดทันที โดยเยื่อกระดาษที่อิ่มตัวด้วยน้ำ จะช่วยปกป้องผู้สวมใส่จากก๊าซและควันที่เป็นอันตราย เพื่อช่วยซื้อเวลาอันมีค่าในการหลบหนีหรือช่วยดับไฟในที่เกิดเหตุ
ทั้ง 3 รูปแบบนี้ก็คือตัวอย่างของนวัตกรรมหน้ากากที่มีการออกแบบทั้งที่จำหน่ายจริงและกำลังอยู่ในแผนการผลิต แน่นอนว่าในอนาคตเราคงมีโอกาสได้เห็นหน้ากากอนามัยหน้าตาแปลกๆ อีกมากมายทีเดียว แต่สิ่งที่อยากเห็นก็คือการผลิตออกมาจำหน่ายจริงในปรืมาณมากและราคาที่บริโภคอย่างเราจับต้องได้ เอาใจช่วยนักนวัตกรรมกันนะครับ
อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ พื้นฐานที่เราจะต้องรู้จักคือ ตัวเก็บประจุหรือคาปาซิเตอร์ (capacitor) ซึ่งมีด้วยกันหลายชนิดและมีการนำไปใช้งานที่แตกต่างกัน แต่ทำไมค่าของตัวเก็บประจุ มีแต่ค่าพิโกฟารัด (pF : 10-12 ฟารัด ), นาโนฟารัด (nF : 10-9 ฟารัด) และไมโครฟารัด (m : 10-6 ฟารัด) ไม่เห็นมีค่าฟารัด (Farad) ให้ใช้งานเลย คำตอบที่ได้คือ มันเป็นค่าที่ใหญ่มาก ต่อมาเราจึงได้เห็นพัฒนาการของตัวเก็บประจุซึ่ทำให้เราได้ใช้งานตัวเก็บประจุค่า 0.1F, 0.33F และ 0.68F ซึ่งนำมาใช้ในการเป็นแหล่งจ่ายไฟสำรองชั่งคราว
แต่ในปัจจุบันนี้เรามีตัวเก็บประจุในหน่วยฟารัดออกมาให้ใช้งานกันแล้ว มันมีชื่อเรียกว่า ซูเปอร์คาปาซิเตอร์ (Super Capacitor) มีให้เลือกตั้งแต่ 1 ฟารัดไปจนถึงหลายสิบ หลายร้อยฟารัดเลยทีเดียว
คุณสมบัติเด่นของซูเปอร์คาปาซิเตอร์ ตัวเก็บประจุความจุสูงพิเศษ
รูปที่ 1 หน้าตาของซูเปอร์คาปาซิเตอร์แบบความต้านทานต่ำหรือ Low ESR คล้ายตัวเก็บประจุอิเล็กทรอไลต์ทั่วไป ที่น่าทึ่งคือ มันมีความจุ 3.3F 2.5V (ซ้าย) ซึ่งมากกว่า 470µF 16V (ขวา) ที่วางเปรียบเทียบกันถึงกว่า 7,000 เท่า แต่มีขนาดเกือบเท่ากัน
ข้อจำกัดของซูเปอร์คาปาซิเตอร์
ตัวอย่างงานที่นำซูเปอร์คาปาซิเตอร์ไปใช้
1. ใช้ในวงจรจ่ายไฟสำรองสำหรับรักษาข้อมูลในหน่วยความจำของ เครื่องตั้งเวลา, ระบบสมองกลฝังตัว, เครื่องเล่น DVD และเครื่องเสียงสมัยใหม่ที่ต้องการเก็บข้อมูลการใช้งานของผู้ใช้งาน
2. ใช้เป็นแหล่งจ่ายไฟชั่วคราวสำหรับอุปกรณ์หรือเครื่องมืออิเล็กทรอนิกส์แบบพกพาเมื่อมีการเปลี่ยนแบตเตอรี่ โดยแรงดันที่ตัวเก็บประจุนี้สะสมไว้จะนำมาใช้เป็นไฟเลี้ยงระบบแทนที่แบตเตอรี่จนกว่าการเปลี่ยนแบตเตอรี่จะเสร็จสมบูรณ์
3. ใช้เป็นแหล่งจ่ายไฟสำรองสำหรับระบบที่ใช้ไฟเลี้ยงจากเซลแสงอาทิตย์ เช่นนาฬิกาข้อมือ, ระบบควบคุมเวลา และระบบบันทึกข้อมูลแบบพกพา โดยกลางวันที่มีแดดจะใช้พลังงานจากเซลรับแสงอาทิตย์และมีการประจุแรงดันไว้ที่ตัวเก็บประจุ เมื่อถึงเวลากลางคืนที่ไม่มีแดด ระบบก็จะเปลี่ยนมาใช้ไฟเลี้ยงจากตัวเก็บประจุความจุสูงหรือซูเปอร์คาปาซิเตอร์นี้
4. ใช้เป็นแหล่งพลังงานชั่วคราวสำหรับรถยนต์ไฮบริดจ์ในขณะที่รถยนต์มีการเบรกหรือในช่วงสตาร์ตเครื่องยนต์
Electrical Double-Layer : ชั้นนำไฟฟ้า 2 ชั้น เทคโนโลยีที่ทลายข้อจำกัด
ในรูปที่ 2 แสดงโครงสร้างทางวัสดุของตัวเก็บประจุความจุสูงนี้ จะเห็นว่า มีส่วนประกอบที่สำคัญตัวหนี่งซึ่งเป็นปัจจัยหลักที่ทำให้เกิดตัวเก็บประจุความจุสูงนี้ขึ้นมาได้ นั่นคือ ผงถ่านกัมมันต์หรือ Activated Charcoal ซึ่งได้รับการจัดการให้มี 2 ชั้นคือ ชั้นแอโนดและชั้นแคโทด โดยมีอิเล็กทรอไลต์ทำหน้าที่เป็นไดอิเล็กตริก ด้วยคุณสมบัติที่พิเศษของผงถ่านกัมมันต์ซึ่งสามารถดูดซับอิเล็กตรอนได จึงทำให้มันกลายสภาพเป็นขั้วไฟฟ้าหรืออิเล็กโตรดได้ ดังนั้นจึงทำให้ดูเหมือนกับว่ามีชั้นตัวนำไฟฟ้า 2 ชั้นซ้อนกัน นั่นจึงทำให้เราสามารถมีพื้นที่สำหรับเก็บประจุไฟฟ้าได้มากขึ้นอย่างมหาศาลเมื่อเทียบกับเทคโนโลยีในการผลิตตัวเก็บประจุแบบเดิม
รูปที่ 2 แสดงโครงสร้างทางวัสดุของซูเปอร์คาปาซิเตอร์หรือตัวเก็บประจุความจุสูงพิเศษและวงจรสมมูลย์
ถ่านกัมมันต์หรือ Actived Charcoal คือตัวเปลี่ยนเทคโนโลยี
ถ่านกัมมันต์เป็นถ่านที่พัฒนาขึ้นจากเทคโนโลยีในระดับนานโนเพื่อทำให้โครงสร้างทางกายภาพของถ่านเกิดรูพรุนหรือรอยแตกขนาดเล็กในระดับนาโนเมตร (10-9 เมตร) จำนวนมาก ซึ่งภายในผนังรูพรุนนี้เองคือ พื้นที่ที่ทำการกักหรือเก็บประจุไฟฟ้า จึงอาจมองได้ว่า ถ่านกัมมันต์ทำหน้าที่เหมือนฟองน้ำที่ดูดหรือซึมซับเอาประจุไฟฟ้าเข้ามารวมกันไว้ ทำให้ถ่าน กัมมันต์กลายเป็นขั้วไฟฟ้าได้ในที่สุด
การนำถ่านกัมมันต์มาใช้ในการสร้างตัวเก็บประจุจะมารูปของผงถ่านที่เคลือบลงบนแผ่นฟอยล์อะลูมิเนียมที่นำมาทำเป็นขั้วไฟฟ้าในตัวเก็บประจุ
รูปที่ 3 หน้าตาของถ่านกัมมันต์หรือ แบบหนึ่ง
รูปที่ 4 ภาพขยายเพื่อแสดงให้เห็นผิวของถ่านกัมมันต์ที่เป็นรูพรุนสำหรับกักเก็บประจุไฟฟ้าและโครงสร้างภายในของตัวเก็บประจุความจุสูงพิเศษ
ขั้นตอนการผลิตซูเปอร์คาปาซิเตอร์
ในรูปที่ 5 แสดงขั้นตอนการผลิตซูเปอร์คาปาซิเตอร์หรือตัวเก็บประจุความจุสูง อธิบายได้ดังนี้
(1) เคลือบผงถ่านกัมมันต์ลงบนแผ่นฟอยล์อะลูมิเนียม เพื่อสร้างขั้ว ไฟฟ้าจากถ่านกัมมันต์ (activated charcoal electrode) โดยแบ่งการทำเป็นขั้วแอโนดและแคโทด
(2) ติดตั้งขั้วหรือขาต่อนำไฟฟ้าเข้ากับชั้นแอโนดและแคโทด
(3) นำกระดาษที่ชุบสารละลายอิเล็กทรอไลต์มาคั่นระหว่างชั้นแอโนดและแคโทด แล้วม้วนเป็นทรงกระบอก ติดด้วยเทปเพื่อรักษารูปทรงไว้
(4) นำตัวถังของตัวเก็บประจุมาหุ้มพร้อมกับติดยางหุ้มขา เพื่อป้องกันไม่ให้ขาของตัวเก็บประจุต่อถึงกัน
(5) หุ้มฉลากที่ระบุยี่ห้อ ค่าความจุ และพิกัดการใช้งานลงบนตัวถัง ก็จะได้ตัวเก็บประจุความจุสูงพิเศษหรือซูเปอร์คาปาซิเตอร์มาใช้งาน
รูปที่ 5 ขั้นตอนการผลิตตัวเก็บประจุความจุสูง (www.elna.com)
ซูเปอร์คาปาซิเตอร์ V.S. แบตเตอรี่
ในตารางที่ 1 แสดงการเปรียบเทียบคุณสมบัติในด้านต่างๆ ของตัวเก็บประจุความจุสูงพิเศษนี้กับแบตเตอรี่และตัวเก็บประจุชนิดอิเล็กทรอไลต์ในแบบดั้งเดิม จะเห็นได้ว่าตัวเก็บประจุ EDLC มีข้อโดดเด่นในด้านเทคโนโลยีของวัสดุที่นำมาใช้ในการผลิต, สารอิเล็กทรอไลต์ที่นำมาใช้เป็นชนิดที่ผลิตจากวัสดุธรรมชาติ จึงไม่ก่อมลภาวะ และสามารถประจุซ้ำใหม่ได้มากกว่า 100,000 รอบ ซึ่งมากกว่าแบตเตอรี่ทุกชนิด
ตารางที่ 1 การเปรียบเทียบคุณสมบัติต่างๆ ระหว่างตัวเก็บประจุความจุสูงพิเศษที่ใช้ เทคโนโลยี EDLC, ตัวเก็บประจุอิเล็กทรอไลต์มาตรฐาน และแบตเตอรี่
รูปที่ 6 ตัวอย่างของซูเปอร์คาปาซิเตอร์แบบต่างๆ
“เชื่อว่าคุณคงเคยเข้าไปใช้บริการร้านสะดวกซื้อ เมื่อเดินเข้าไป จะได้ยินเสียงติ๊งต่อง แจ้งการเข้ามาของคุณๆ ให้พนักงานในร้านทราบ และเสียงทักทาย ก็จะดังตามมา ทั้งที่พวกเขาอาจไม่ได้เห็นคุณด้วยซ้ำ เค้ารู้ได้อย่างไร หน้าที่นี้ตกเป็นของตัวตรวจจับการเคลื่อนไหวครับ แล้วมันทำงานอย่างไร ตามผมมาครับ จะพาไปรู้จัก”
ความเคลื่อนไหวตรวจจับได้อย่างไร ?
สิ่งมีชีวิตไม่ว่าจะเป็นมนุษย์หรือสัตว์เลือดอุ่นในภาวะที่ยังมีชีวิตอยู่ จะมีการกระจายพลังงานความร้อนออกมาจากตัวเองในรูปของการแผ่รังสีอินฟราเรดอยู่ตลอดเวลา โดยจะมีปริมาณมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับสภาพของร่างกายในขณะนั้น เมื่อมีการเคลื่อนไหวปริมาณของการแผ่รังสีก็จะเปลี่ยนแปลง รังสีอินฟราเรดจากมนุษย์หรือสัตว์เลือดอุ่นที่มีระดับความเข้มสูงสุดจะมีความยาวคลื่นประมาณ 9.4 ไมโครเมตร
ตัวตรวจจับความเคลื่อนไหวของสิ่งมีชีวิตหรือที่เรียกว่า โมชั่นเซนเซอร์ (motion sensor) ที่ได้รับความนิยมและใช้งานง่ายคือ ตัวตรวจจับแบบอินฟราเรด ซึ่งใช้หลักการตรวจจับที่เรียกว่า ไพโรอิเล็กตริก (pyro-electric) อันเป็นการตรวจจับการแผ่รังสีอินฟราเรด หากระดับของการแผ่รังสีไม่เปลี่ยนแปลง แสดงว่า สิ่งมีชีวิตที่ต้องการตรวจจับนั้นไม่มีการเคลื่อนไหว แต่ถ้าหากมีการเคลื่อนไหวเกิดขึ้น ระดับของการแผ่รังสีอินฟราเรดจะเปลี่ยนแปลง จึงเรียกตัวตรวจจับแบบนี้ว่า PIR (Passive InfraRed sensor)
รูปที่ 1 ไดอะแกรมการทำงานของตัวตรวจจับการแผ่รังสีอินฟราเรดซึ่งใช้ตรวจจับความเคลื่อนไหว
ในรูปที่ 1 เป็นไดอะแกรมแสดงหลักการทำงานพื้นฐานของตัวตรวจจับพลังงานความร้อนจากมนุษย์หรือสัตว์เลือดอุ่น เมื่อเกิดการเคลื่อนไหวทำให้เกิดการแผ่รังสีอินฟราเรดขึ้น รังสีจะถูกรวมหรือโฟกัสไปยังตัวตรวจจับหลักโดยใช้เลนส์แบบพิเศษที่เรียกว่า เลนส์ไฟรเนลหรือเฟรสนัล (Fresnel lens) จากนั้นตัวตรวจจับหลักจะทำการขยายสัญญาณแล้วส่งไปยังวงจรเปรียบเทียบเพื่อสร้างสัญญาณเอาต์พุตต่อไป
รูปที่ 2 แสดงการทำงานของโมดูล PIR เมื่อนำมาใช้ในการตรวจจับความเคลื่อนไหว
ในรูปที่ 2 แสดงสถานการณ์ที่แหล่งกำเนิดรังสีอินฟราเรด (อาจเป็นมนุษย์หรือสัตว์เลือดอุ่น) เกิดการเคลื่อนไหวภายในระยะทำการของตัวตรวจจับ จะทำให้โมดูลตรวจจับ PIR ตรวจจับพบการแผ่รังสีอินฟราเรดที่แตกต่างกัน จึงให้สัญญาณเอาต์พุตเป็นลอจิกสูง (high) อยู่ชั่วขณะเมื่อตรวจจับพบการเคลื่อนไหว จากนั้นกลับมาเป็นลอจิกต่ำ (low) จนกว่าจะตรวจจับพบการเปลี่ยนแปลงของระดับรังสีอินฟราเรดอีกครั้ง
เลนส์ไฟรเนล
เลนส์ไฟรเนลเป็นเลนส์แบบพิเศษที่ได้รับการค้นคิดจากนักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศสชื่อ ออกัสติน ชอง ไฟรเนล (Augustin-Jean Fresnel) โดยแนวคิดของเลนส์แบบนี้คือ เป็นเลนส์แบบขั้นบันไดที่ยอมให้แสงผ่านได้มากและจากทุกทิศทาง ดังมีโครงสร้างตามรูปที่ 3
รูปที่ 3 โครงสร้างและหน้าตาของเลนส์ไฟรเนลซึ่งนำมาใช้ในโมดูล PIR
ทั้งนี้เนื่องจากตัวเลนส์ได้ถูกสร้างขึ้นโดยลดเนื้อวัสดุในส่วนที่ไม่มีผลกับการหักเหของแสงลงไป ทำให้สามารถทำเลนส์ขนาดใหญ่ที่มีน้ำหนักเบาได้ เดิมทีเลนส์ไฟรเนลนี้ได้รับการออกแบบเพื่อให้นำมาใช้ในการกระจายในประภาคาร เพื่อให้สามารถมองเห็นประภาคารได้จากระยะไกล ต่อมาได้มีการพัฒนาให้มีขนาดเล็กลง แล้วนำมาครอบหลอดไฟเพื่อทำเป็นตะเกียง ทำให้ตะเกียง สามารถส่องแสงได้สว่างและมองเห็นได้จากระยะไกล ดังรูปที่ 4
รูปที่ 4 ตัวอย่างตะเกียงที่ใช้เลนส์ไฟรเนลในการเพิ่มอัตราการส่องสว่าง
แต่เมื่อนำมาใช้ในโมดูลตรวจจับ PIR ตัวเลนส์ไฟร เนลจะถูกใช้งานในลักษณะกลับกันคือ ใช้เลนส์ไฟรเนลในการรวมแสงเข้ามาจากทุกทิศทางเพื่อโฟกัสลงไปยังส่วนตรวจจับแสงอินฟราเรดของโมดูลตรวจจับ PIR เพื่อให้การตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของรังสีอินฟราเรดมีความไวสูง
คุณสมบัติของโมดูลตรวจจับ ZX-PIR
อุปกรณ์ตรวจจับความเคลื่อนไหวที่นำมาเสนอเพื่อเป็นตัวอย่างในที่นี้คือ โมดูล ZX-PIR ซึ่งใช้ตัวตรวจจับที่เรียกว่า PIR ซึ่งสามารถตรวจจับการแผ่รังสีอินฟราเรด โดยทำงานร่วมกับเลนส์ชนิดพิเศษที่เรียกว่า เลนส์ไฟรเนล ซึ่งทำหน้าที่รวมรังสีอินฟราเรดที่ตัวตรวจจับได้รับ เพื่อส่งผ่านไปยังตัวตรวจจับ PIR เพื่อทำการประมวลผลต่อไป ในรูปที่ 5 แสดงลักษณะทางกายภาพของโมดูล ZX-PIR และขาต่อใช้งาน
รูปที่ 5 แสดงขนาด, ส่วนประกอบและการจัดขา และหน้าตาของโมดูล ZX-PIR
คุณสมบัติทางเทคนิคที่ควรทราบมีดังนี้
• ระยะการตรวจจับสูงสุด 20 ฟุต
• เมื่อตรวจพบความเคลื่อนไหวจะให้แรงดันเอาต์พุตที่สภาวะสูงที่ขาเอาต์พุต
• ใช้เวลาในการปรับตัวเพื่อตรวจจับการเปลี่ยนแปลงช่วง 10 ถึง 60 วินาทีหลังจากได้รับไฟเลี้ยง
• ใช้ไฟเลี้ยงในย่าน +3.3 ถึง +5V กระแสไฟฟ้าน้อยกว่า 100 mA
การใช้งาน
เนื่องจากเอาต์พุตของโมดูล ZX-PIR เป็นสัญญาณดิจิตอลที่มีสองสถานะคือ ลอจิกสูง หรือ “1” และลอจิกต่ำหรือ “0” จึงสามารถเชื่อมต่อกับขาพอร์ตดิจิตอลของไมโครคอนโทรลเลอร์ได้ทุกตระกูล โดยต้องกำหนดให้ขาพอร์ตที่เชื่อมต่อนั้นเป็นอินพุตดิจิตอลก่อน และไม่ต้องต่อตัวต้านทานพูลอัปที่ขาพอร์ตของไมโครคอนโทรลเลอร์ซึ่งนำมาต่อกับโมดูล ZX-PIR ดังรูปที่ 6 เนื่องจากเอาต์พุตของ ZX-PIR ไม่สามารถจ่ายกระแสได้มากพอที่จะควบคุมให้ขาพอร์ตเป็นลอจิก “0” ในภาวะที่ไม่สามารถตรวจจับการเคลื่อนไหวได้ หากมีการต่อตัวต้านทานพูลอัปที่ขาพอร์ตของไมโครคอนโทรลเลอร์
รูปที่ 6 ตัวอย่างการเชื่อมต่อโมดูล ZX-PIR กับไมโครคอนโทรลเลอร์
ที่ไมโครคอนโทรลเลอร์ต้องเขียนโปรแกรมเพื่อตรวจจับการเปลี่ยนแปลงทางลอจิกของขาพอร์ตที่ต่อกับโมดูล ZX-PIR
คลิกเพื่อชมตัวอย่างการใช้ PIR กับหุ่นยนต์เดินตามเส้น iBEAM
จากข้อมูลที่นำเสนอมาทั้งหมดจะเห็นได้ว่า การตรวจจับความเคลื่อนไหวด้วยโมดูล PIR นี้ ความไวหรือประสิทธภาพในการทำงานจะขึ้นกับเลนส์ไฟรเนลเป็นสำคัญ ทางด้านการนำไปใช้งานนั้นจะเห็นได้ว่าง่ายมาก หากแต่ ต้องให้ความใส่ใจในด้านการติดตั้งตัวตรวจจับในตำแหน่งที่เหมาะสม
สนใจซื้อหามาใช้งานได้ที่ www.inex.co.th
เซอร์โวมอเตอร์ (servo motor) เป็นอุปกรณ์ แม่เหล็กไฟฟ้าแบบหนึ่งที่ใช้ในการหมุนตัวขับ (actuator) ไปยังตำแหน่งต่างๆ ด้วยความแม่นยำ โดยใช้สัญญาณพัลส์เพื่อกำหนดตำแหน่งในการหมุน มักนิยมใช้ในรถบังคับวิทยุ เครื่องบินบังคับวิทยุ หรือใช้ควบคุมแขนขาของหุ่นยนต์ ส่วนใหญ่จะรู้จักกันภายใต้ชื่อว่า RC เซอร์โวมอเตอร์ โดยคำว่า RC มาจาก Radio Control หรือการบังคับด้วยวิทยุ เนื่องจากในยุคแรกๆ ของการพัฒนาเซอร์โวมอเตอร์ จะถูกนำมาใช้ในงานวิทยุบังคับเป็นหลัก
ปกติแล้วเซอร์โวมอเตอร์ที่ยังไม่ได้รับการปรับแต่งใดๆ นั้นจะใช้ในการควบคุมตำแหน่งของอุปกรณ์ เช่น การบังคับเลี้ยวของรถบังคับวิทยุ หรือใช้สำหรับปรับหางเสือของเรือหรือ เครื่องบิน ซึ่งงานเหล่านี้ต้องการแรงบิด
ของมอเตอร์ที่สูงพอสมควร ดังนั้นเซอร์โวมอเตอร์จึงต้องมีอัตราทดที่มากพอ เพื่อให้สามารถรองรับงานดังกล่าวได้ เซอร์โวมอเตอร์มาตรฐานจะมีมุมในการหมุนอยู่ระหว่าง 90 ถึง 180 องศา แล้วแต่ ผู้ผลิต แต่ที่นิยมมากที่สุดคือ 0 ถึง 180 องศา และในบางรุ่นของบางผู้ผลิตจะสามารถดัดแปลง ให้หมุนได้ครบ 360 องศาด้วย
ปัจจุบันเซอร์โวมอเตอร์มีด้วยกัน 2 ชนิดหลักๆ คือ ชนิดอะนาลอกและดิจิตอลรูปร่างภายนอกของเซอร์โวมอเตอร์ทั้งสองชนิดจะคล้ายกันมาก ความแตกต่างจะอยู่ที่วงจรควบคุมที่อยู่ภายใน โดยในชนิดอะนาลอกจะใช้วงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ประกอบด้วยอุปกรณ์ สารกึ่งตัวนำจำพวก ทรานซิสเตอร์ มอสเฟต หรือไอซีออปแอมป์เป็นหลัก ในขณะที่ชนิดดิจิตอลจะใช้ ไมโครโปรเซสเซอร์หรือไมโครคอนโทรลเลอร์เป็นตัวควบคุมหลัก
โครงสร้างของเซอร์โวมอเตอร์
ภายในเซอร์โวมอเตอร์ประกอบด้วย มอเตอร์ไฟตรงขนาดเล็ก,ชุดเฟืองทด, แผงวงจรควบคุม และตัวต้านทานปรับค่าได้ (POT : Potentiometer) โดยแผงวงจรควบคุมจะมีวงจรป้อนกลับ เพื่อให้เซอร์โวมอเตอร์รับรู้ตำแหน่งของตัวเองได้ โดยผู้ใช้งานเพียงส่งสัญญาณพัลส์ออกไปควบคุมเท่านั้น ดังแสดงไดอะแกรมการทำงานของเซอร์โวมอเตอร์ในรูปที่ 1 แกนของมอเตอร์ไฟตรงจะต่อเข้ากับ ชุดเฟืองเพื่อลดความเร็วรอบลงส่งผลให้แรงบิดที่แกนหมุนมากขึ้น ทั้งหมดทำงานร่วมกันภายใต้ ความสัมพันธ์
รูปที่ 1 แสดงไดอะแกรมการทำงานของเซอร์โวมอเตอร์
P = kwg
โดยที่ P คือ พลังงานที่ป้อนให้แก่มอเตอร์
k คือ ค่าคงที่
w คือ ความเร็วรอบ ในหน่วย รอบต่อนาที (rpm : round per minute)
g คือ แรงบิดหรือทอร์ค (torque)
ถ้าหากพลังงานที่จ่ายให้คงที่ เมื่อลดความเร็วรอบลงนั่นย่อมทำให้แรงบิดของมอเตอร์เพิ่มขึ้น การหมุนของมอเตอร์ได้รับการควบคุมจากวงจรควบคุม โดยมีตัวต้านทานปรับค่าได้เป็นตัวกำหนดขอบเขตของแกนหมุน ซึ่งหากไม่มีการปรับแต่งใดๆ แกนหมุนของมอเตอร์จะสามารถหมุนได้ในขอบเขต 0 ถึง 180 องศา (หรือน้อยกว่าขึ้นกับผู้ผลิต) ดังนั้นในการปรับแต่งให้เซอร์โวมอเตอร์สามารถขับแกนหมุนได้รอบตัวจึงมักจะใช้วิธีการถอดตัวต้านทานปรับค่าได้ออก แล้วแทนที่ด้วยตัวต้านทานค่าคงที่ 2 ตัว หรือดัดแปลงให้แกนหมุนของตัวต้านทานปรับค่าได้สามารถหมุนได้รอบตัว แกนหมุนของเซอร์โวมอเตอร์จะมีส่วนปลายเป็นร่องเฟือง (spline) เพื่อให้สามารถติดตั้งอุปกรณ์ที่ใช้ในการเชื่อมโยงไปยังตัวขับหรือกลไกอื่นๆ อุปกรณ์ที่ใช้เชื่อมโยงนั้นเรียกว่า ฮอร์น (horn) ซึ่งมีด้วยกันหลายรูปแบบทั้งแบบเป็นแขน, เป็นแท่ง, กากบาท, แผ่นกลม เป็นต้น สำหรับร่องเฟืองของเซอร์โวมอเตอร์แต่ละยี่ห้อก็มีจำนวนไม่เท่ากัน โดยของ Hitec จะมี 24 ร่องเฟือง ส่วนของ Futaba มี 25 ร่องเฟือง ทำให้ฮอร์นของทั้งสองยี่ห้อไม่สามารถใช้ร่วมกันได้
รูปที่ 2 แสดงการจัดสายสัญญาณของเซอร์โวมอเตอร์
รูปที่ 3 ลักษณะคอนเน็กเตอร์ของเซอร์โวมอเตอร์
คุณสมบัติทางเทคนิคที่สำคัญของ เซอร์โวมอเตอร์
มี 2 ค่าคือ ความเร็ว (speed) และแรงบิดหรือทอร์ค (torque) ความเร็วหมายถึง ระยะเวลาที่ทำให้แกนหมุนของมอเตอร์เคลื่อนที่สู่ตำแหน่งมุมที่กำหนด อาทิ เซอร์โวมอเตอร ตัวหนึ่งมีความเร็ว 0.15 วินาทีสำหรับ 60 องศา หมายถึงเซอร์โวมอเตอร์ตัวนี้สามารถขับให้แกนหมุนเคลื่อนที่ไปยังตำแหน่งมุม 60 องศาภายในเวลา 0.15 วินาที ส่วนแรงบิดมักจะปรากฏในหน่วยของออนซ์-นิ้ว (ounce-inches : oz-in) หรือ กิโลกรัม-เซนติเมตร (kg-cm) เป็นคุณสมบัติที่จะบอกต่อผู้ใช้งาน ว่าเซอร์โวมอเตอร์ตัวนี้มีแรงในการขับโหลดที่มีน้ำหนักในหน่วยออนซ์ให้สามารถเคลื่อนที่ไปได้ 1 นิ้ว หรือน้ำหนักในหน่วยกิโลกรัมให้เคลื่อนที่ ไปได้ 1 เซนติเมตร (น้ำหนัก 1 ออนซ์เท่ากับ 0.028 กิโลกรัมโดยประมาณ หรือ 1 กิโลกรัม เท่ากับ 35.274 ออนซ์)
อย่างไรก็ตาม ค่าของความเร็วและแรงบิด ต้องสัมพันธ์กับแรงดันไฟเลี้ยงที่จ่ายให้แก่เซอร์โวมอเตอร์ด้วย ซึ่งมักจะแรงดัน 4.8 หรือ 6V นอกจากนั้นยังมีปัจจัยเกี่ยวกับแรง เสียดทานในระบบเฟืองภายในเซอร์โวมอเตอร์ การหล่อลื่นการเชื่อมโยงระหว่างเฟืองต่อเฟืองในชุดเฟืองทด ที่ส่งผลให้ความเร็วและแรงบิดของ เซอร์โวมอเตอร์เปลี่ยนแปลงไปได้
การทำงานของแผงวงจรควบคุมใน เซอร์โวมอเตอร์ชนิดอะนาลอก
การหมุนของเซอร์โวมอเตอร์นั้นจะไม่ได้หมุนเป็นอิสระเหมือนมอเตอร์ทั่วๆ ไปโดยช่วงระยะการหมุนปกติจะอยู่ระหว่าง 90 ถึง 180 องศา ตำแหน่งการหมุนของแกนมอเตอร์ใน เซอร์โวมอเตอร์นี้สามารถควบคุมได้อย่างแม่นยำ เนื่องจากภายในเซอร์โวมอเตอร์มีวงจรอิเล็กทรอนิกส์ทำหน้าที่ตรวจสอบตำแหน่งของเซอร์โวมอเตอร์อยู่ตลอดเวลา ลักษณะการตรวจสอบจะใช้การป้อนกลับค่าตำแหน่งจากตัวต้านทานปรับค่าได้ แล้วนำค่านี้ไป เปรียบเทียบกับค่าพัลส์ที่ป้อนเข้าทางขาควบคุม ค่าของผลต่างที่ได้จะไปปรับตำแหน่งของมอเตอร์ ค่าผลต่างก็จะได้ตำแหน่งของมอเตอร์ที่แม่นยำ
รูปที่ 4 ไดอะแกรมการทำงานของแผงวงจรควบคุมในเซอร์โวมอเตอร์ชนิดอะนาลอก
ในรูปที่ 4 แสดงไดอะแกรมการทำงานของแผงวงจรควบคุมในเซอร์โวมอเตอร์ชนิดอะนาลอก สัญญาณพัลส์ควบคุมที่ส่งเข้ามาทางอินพุต จะถูกส่งไปยังวงจรกำเนิดสัญญาณพัลส์ภายในด้วย โดยมีความกว้างที่เป็น สัดส่วนกับตำแหน่งของแกนหมุนในปัจจุบัน ทั้งสัญญาณพัลส์ที่กำเนิดขึ้นภายในกับสัญญาณพัลส์ควบคุมจะถูกส่งไปยังวงจรเปรียบเทียบเพื่อทำการหักล้างสัญญาณ โดยทิศทางของสัญญาณจะขึ้นอยู่กับว่า ระหว่างสัญญาณพัลส์ควบคุมทางอินพุตกับสัญญาณพัลส์ภายใน สัญญาณพัลส์ใดมีความกว้างมากกว่า โดยเอาต์พุตที่ได้เป็นสัญญาณลอจิก “0” หรือ “1” แล้วส่งไปยังวงจรขับมอเตอร์แบบ H-บริดจ์ เพื่อกำหนดทิศทางการหมุน ทางด้านค่าความแตกต่างที่เกิดขึ้นระหว่างพัลส์ทั้งสองสัญญาณจะถูกส่งไปยังวงจรเพิ่มความกว้างพัลส์ เพื่อสร้างสัญญาณพัลส์สำหรับส่งไปขับมอเตอร์ ผ่านวงจรขับมอเตอร์แบบ H-บริดจ์ โดยความแตกต่างของความกว้างพัลส์ 1% ทำให้เกิดสัญญาณพัลส์สำหรับขับมอเตอร์ในระดับ 50% และความเร็วนี้จะลดลงเมื่อแกนหมุนของมอเตอร์เคลื่อนที่เข้าสู่ตำแหน่งที่กำหนด อันเป็นผลมาจากความแตกต่างของความกว้างสัญญาณพัลส์เริ่มลดลง และหยุดลงเมื่อสัญญาณพัลส์ที่นำมาเปรียบเทียบมีค่าความกว้างเท่ากัน
รูปที่ 5 แสดงลักษณะของสัญญาณพัลส์ที่ใช้ในการควบคุมเซอร์โวมอเตอร์
วัสดุของเฟืองในเซอร์โวมอเตอร์
ชุดเฟืองในเซอร์โวมอเตอร์โดยส่วนใหญ่ผลิตมาจากวัสดุ 3 ชนิด คือ
(1) ไนล่อน : เป็นวัสดุที่นิยมนำมาใช้ผลิตเฟืองมากที่สุด เนื่องจากมีน้ำหนักเบาและมีเสียงรบกวนน้อยเมื่อทำงาน ความทนทานพอสมควรมักพบในเซอร์โวมอเตอร์ขนาดเล็กและราคาถูก
(2) โลหะ : เฟืองที่ผลิตด้วยโลหะจะมีความทน ทานสูง แข็งแรง สามารถทนแรงเสียดทานเมื่อเฟืองขบกันได้สูงมาก ทำให้สามารถนำมาสร้าง เซอร์โวมอเตอร์ที่มีแรงบิดสูงมากได้ โลหะที่พบมากที่สุดในการนำมาผลิตเฟืองคือ ทองเหลือง และถ้าหากมีงบประมาณมากเพียงพอ ควรเลือกใช้เซอร์โวมอเตอร์ที่ใช้เฟืองที่ผลิตจากไทเทเนียม
(3) คาร์บอไนต์ (Karbonite) : เป็นวัสดุพิเศษที่ทำมาจากคาร์บอน แล้วแปรรูปมาเป็นวัสดุที่คล้ายพลาสติก Hitec เป็นผู้ที่นำเทคโนโลยีนี้มาใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตเฟือง โดยคาร์บอไนต์จะมีความแข็งแรงและทนทานมากกว่าเฟืองไนลอน ในขณะที่มีน้ำหนักเบา ดังในเซอร์โวมอเตอร์สมัยใหม่จึงนิยมใช้เฟืองที่ผลิตจากวัสดุชนิดนี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเซอร์โวมอเตอร์ชนิดดิจิตอลที่ใช้หุ่นยนต์ Humanoid
รูปแบบสัญญาณที่ใช้ควบคุมเซอร์โวมอเตอร์
การควบคุมเซอร์โวมอเตอร์ทำได้โดยสร้างสัญญาณพัลส์ที่มีคาบเวลา 20 มิลลิวินาทีป้อนให้กับวงจรควบคุมภายในเซอร์โวมอเตอร์ดังรูปที่ 5 แล้วปรับความกว้างของพัลส์ช่วงบวก ที่พัลส์กว้าง 1 มิลลิวินาที มอเตอร์จะหมุนไปตำแหน่งซ้ายมือสุด ถ้าส่งพัลส์กว้าง 1.5 มิลลิวินาที แกนหมุนของมอเตอร์จะเคลื่อนที่ไปยังตำแหน่งกึ่งกลาง และถ้าส่งพัลส์กว้าง 2 มิลลิวินาที แกนหมุนของมอเตอร์จะเคลื่อนที่ไปยังตำแหน่งขวามือสุด การป้อนสัญญาณพัลส์ที่มีคาบเวลาช่วงบวกตั้งแต่ 1.5 ถึง 2 มิลลิวินาทีจะทำให้เซอร์โวมอเตอร์หมุนทวนเข็มนาฬิกา โดยถ้าค่าความกว้างพัลส์ยิ่งห่างจาก 1.5 มิลลิวินาที มากเท่าใด ความเร็วในการหมุนก็จะมากขึ้นเท่านั้น นั่นคือ ความเร็วสูงสุดของการหมุนทวนเข็มนาฬิกาจะเกิดขึ้นเมื่อสัญญาณพัลส์ควบคุมมีความกว้าง 2 มิลลิวินาที การป้อนสัญญาณพัลส์ที่มีคาบเวลาช่วงบวกตั้งแต่ 1 ไปจนถึง 1.5 มิลลิวินาที ทำให้เซอร์โวมอเตอร์หมุนตามเข็มนาฬิกา ซึ่งถ้าค่าความกว้างพัลส์เข้าใกล้ 1 มิลลิวินาทีความเร็วในการหมุนของเซอร์โวมอเตอร์ก็จะมาก นั่นคือ ความเร็วสูงสุดของการหมุนตามเข็มนาฬิกา
จะเกิดขึ้นเมื่อสัญญาณพัลส์ควบคุมมีความกว้าง 1 มิลลิวินาที
มอเตอร์ไฟตรง (DC motor) เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกล โดยเมื่อจ่ายไฟให้แก่มอเตอร์ จะทำให้แกนของมอเตอร์หมุน จึงสามารถนำการหมุนของแกนมอเตอร์ไปใช้ในการขับเคลื่อนวัตถุให้เกิดการเคลื่อนที่
มอเตอร์ไฟตรงมีขนาดและพิกัดแรงดันให้เลือกใช้มากมาย ในบทความนี้จะเน้นไปที่มอเตอร์ขนาดเล็กที่ใช้แรงดันในย่าน +1.5 ถึง +12V ซึ่งมีการใช้งานในหุ่นยนต์หรือสิ่งประดิษฐ์ที่มีกลไกเคลื่อนไหว ในรูปที่ 1 แสดงหน้าตาของมอเตอร์ไฟตรงในแบบต่างๆ
รูปที่ 1 มอเตอร์ไฟตรงที่มีชุดเฟืองขับในแบบต่างๆ
โดยปกติมอเตอร์ไฟตรงจะถูกสร้างขึ้นให้สามารถหมุนแกนด้วยความเร็วสูงมาก ตั้งแต่ 1,000 รอบขึ้นไป แต่แรงบิดที่ความเร็วรอบสูงมีน้อยมาก จนไม่สามารถนำไปขับกลไกเคลื่อนไหวได้ จึงต้องมีการทดจำนวนรอบด้วยการใช้เฟือง เพื่อให้เกิดแรงบิดมากขึ้น นั่นคือ ยิ่งมีอัตราทดสูงเท่าใด ความเร็วรอบของแกนมอเตอร์จะลดลง แต่จะมีแรงบิดมากขึ้น ดังนั้นการกำหนดอัตราทดที่เหมาะสมจะทำให้สามารถใช้งานมอเตอร์ไฟตรงเพื่อขับเคลื่อนกลไกเคลื่อนที่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
การทำงานของมอเตอร์ไฟตรง
การขับหรือทำให้มอเตอร์ไฟตรงทำงานเพื่อหมุนแกนนั้นง่ายมาก เพียงจ่ายไฟเข้าที่ขั้วของมอเตอร์เท่านั้น และเมื่อกลับขั้วของการจ่ายไฟมอเตอร์ก็จะหมุนกลับทิศทาง สำหรับการอธิบายการทำงานของมอเตอร์โดยทั่วไปจะอ้างถึงมอเตอร์แบบ 2 ขั้ว ดังในรูปที่ 2 เมื่อจ่ายไฟให้แก่มอเตอร์ผ่านทางแปรงสัมผัสซึ่งต่ออยู่กับคอมมิวเตเตอร์และขดลวด เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวดทำให้เกิดสนามแม่เหล็กขึ้น และเกิดแรงดูดจากแม่เหล็กถาวร ทำให้ขดลวดสามารถหมุนได้ แต่ด้วยการใช้ขดลวดเพียง 2 ขั้ว การหมุนของมอเตอร์จะขาดเสถียรภาพ เพราะในความเป็นจริงเมื่อคอมมิวเตเตอร์หมุนไป 90 องศาจะทำให้เกิดการลัดวงจรคอมมิวเตอร์ทั้ง 2 ชิ้น ทำให้กระแสไฟฟ้าหยุดไหล แต่แกนของมอเตอร์ยังหมุนไปได้ด้วยแรงเฉื่อย ทำให้จังหวะการทำงานนั้นไม่ต่อเนื่อง และทำให้อัตราเร็วในการหมุนไม่คงที่ ซึ่งทางแก้ไขนั้นจะใช้มอเตอร์แบบมีขดลวด 3 ขั้ว ที่มีการพันในทิศทางที่สลับกัน
รูปที่ 2 แสดงส่วนประกอบและการทำงานของมอเตอร์ไฟตรง
ในมอเตอร์ไฟตรงที่ใช้งานจริงนั้น จะเป็นมอเตอร์แบบขดลวด 3 ขั้ว ดังนั้นคอมมิวเตเตอร์ที่ใช้ในการกำหนดจังหวะการจ่ายกระแสให้แก่ขดลวดจะมี 3 ชิ้น ดังแสดงโครงสร้างและการทำงานของมอเตอร์ไฟตรงแบบ 3 ขั้วในรูปที่ 3 ด่วยการใช้ขดลวด 3 ชุดนี้ช่วยให้การหมุนของมอเตอร์มีเสถียรภาพมากขึ้น เพราะแม้ว่าจะเกิดจังหวะที่คอมมิวเตเตอร์ 2 ชิ้นจะถูกลัดวงจร ดังในขั้นตอนที่ 2 และ 4 ของรูปที่ 3 แต่เนื่องจากมีคอมมิวเตเตอร์ 3 ชิ้น เมื่อลัดวงจร 2 ชิ้น ก็เสมือนกับรวมกันเป็นคอมมิวเตเตอร์ 1 ชิ้น จึงสามารถทำงานกับคอมมิวเตเตอร์อีก 1 ชิ้นที่เหลือ เพื่อกำหนดจังหวะการจ่ายกระแสไฟฟ้าต่อไปได้ ทำให้ไม่เกิดภาวะกระแสไฟฟ้าหยุดไหลดังที่เกิดในมอเตอร์แบบขดลวด 2 ขั้ว
รูปที่ 3 แสดงส่วนประกอบและการทำงานของมอเตอร์ไฟตรงแบบขดลวด 3 ขั้ว ซึ่งเป็นแบบที่มีการผลิตใช้งานจริง
วงจรขับมอเตอร์ไฟตรงอย่างง่ายด้วยสวิตช์
แสดงวงจรในรูปที่ 4 ประกอบไปด้วย สวิตช์ 4 ตัว นั่นก็คือ S1, S2, S3 และ S4 ซึ่งในรูปตัวอย่างมอเตอร์จะเคลื่อนที่ทิศทางใด ขึ้นอยู่กับการต่อ สวิตช์ทั้ง 4 ตัว นั่นเอง
ในสภาวะเริ่มต้น ยังไม่มีการเปิดสวิตช์ที่ตัวใดเลย มอเตอร์จึงไม่ทำงาน
รูปที่ 4 หลักการของวงจรขับมอเตอร์ไฟตรงที่ใช้สวิตช์ 4 ตัว
เมื่อจ่ายไฟเพื่อกระตุ้นให้รีเลย์ RY1 ทำงาน จะทำให้หน้าสัมผัสที่ขา NO และ C ของรีเลย์ RY1 ต่อกัน เกิดกระแสไฟฟ้าไหลจาก +Vm เข้าสู่ขั้วบวก (+) ของมอเตอร์ผ่านไปยังขาร่วม (C) ของรีเลย์ RY2 ต่อกับขา NC และลงกราวด์ ทำให้ครบวงจร มอเตอร์จึงทำงานและหมุนในทิศตามเข็มนาฬิกา ดังในรูปที่ 5.2
พิจารณารูปที่ 5.3 เมื่อจ่ายไฟเพื่อกระตุ้นให้รีเลย์ RY2 ทำงาน จะทำให้หน้าสัมผัสที่ขา NO และ C ของรีเลย์ RY2 ต่อกัน เกิดกระแสไฟฟ้าไหลจาก +Vm เข้าสู่ขั้วลบ (-) ของมอเตอร์ผ่านไปยังขาร่วม (C) ของรีเลย์ RY1 ซึ่งต่อกับขา NC และลงกราวด์ ทำให้ครบวงจร มอเตอร์จึงทำงานและหมุนในทิศทวนเข็มนาฬิกา
วงจรขับมอเตอร์แบบ H-Bridge
ลักษณะของวงจรขับมอเตอร์ทั้งในรูปที่ 4 และ 5 มีชื่อเรียกว่า วงจรขับแบบ H-Bridge เนื่องจากลักษณะของวงจรคล้ายกับตัวอักษร H ในภาษาอังกฤษ และมีการใช้อุปกรณ์ควบคุม 4 ตัว นอกจากนั้นยังสามารถใช้ อุปกรณ์ที่เรียกว่า ทรานซิสเตอร์ มาทดแทนรีเลย์ ดังแสดงวงจรในรูปที่ 6 ด้วย การใช้ทรานซิสเตอร์จะทำให้ขนาดของวงจรเล็กลง
รูปที่ 6 วงจรขับมอเตอร์ไฟตรงแบบ H-Bridge ใช้ทรานซิสเตอร์ 4 ตัว ทำงานแทนสวิตช์และรีเลย์
เมื่อส่งสัญญาณลอจิก “1” มาที่อินพุต CW จะทำให้ทรานซิสเตอร์ Q1 และ Q4 ทำงาน เกิดกระแสไฟฟ้าไหลผ่านมอเตอร์ ทำให้มอเตอร์หมุนในทิศทางตามเข็มนาฬิกา
ถ้าหากส่งสัญญาณลอจิก “1” มาที่อินพุต CCW จะทำให้ทรานซิสเตอร์ Q2 และ Q3 ทำงานแทน เกิดกระแสไฟฟ้าไหลผ่านมอเตอร์ในอีกทิศทางหนึ่ง ทำให้มอเตอร์หมุนในทิศทางทวนเข็มนาฬิกา
นอกจากนั้นยังมีการใช้ไอซีขับมอเตอร์โดยเฉพาะ นั่นคือ ไอซีเบอร์ L293D ซึ่งภายในบรรจุวงจรขับแบบ H-Bridge 2 ชุด จึงทำให้สามารถขับมอเตอร์ไฟตรงได้ 2 ตัว ในรูปที่ 7 เป็นวงจรขับมอเตอร์ที่ใช้ไอซี L293D
รูปที่ 7 วงจรขับมอเตอร์ไฟตรงโดยใช้ไอซี L293D
การขับมอเตอร์แต่ละตัวใช้สายสัญญาณ 3 เส้น เนื่องจากต้องการ ควบคุมทิศทางของมอเตอร์ไปพร้อมๆ กับการควบคุมความเร็วของมอเตอร์ด้วยสัญญาณ PWM สำหรับมอเตอร์ช่องที่ 1 จะใช้อินพุต DIR1A และ DIR1B ในการกำหนดทิศทางการหมุน ส่วนอินพุตรับสัญญาณเพื่อควบคุมความเร็วจะเป็นขา 1E ส่วนมอเตอร์ช่องที่ 2 ใช้อินพุต DIR2A และ DIR2B ส่วนอินพุตควบคุมความเร็วคือขา 2E
การกำหนดเงื่อนไขในการขับมอเตอร์ของ L293D เป็นดังนี้
DIRxA = 0, DIRxB = 1 มอเตอร์หมุนทวนเข็มนาฬิกา
DIRxA = 1, DIRxB = 0 มอเตอร์หมุนตามเข็มนาฬิกา
x คือ 1 หรือ 2
โดยไอซี L293D จะสามารถทำงานได้เมื่อมีสัญญาณลอจิก “1” ส่งมาที่อินพุต 1E สำหรับมอเตอร์ช่อง 1 และ 2E สำหรับมอเตอร์ช่อง 2
ที่เอาต์พุตของวงจรขับมอเตอร์มี LED สองสีแสดงขั้วแรงดันที่จ่าย ให้กับมอเตอร์ ถ้า LED ติดเป็นสีเขียว หมายถึงการจ่ายแรงดันตรงขั้วให้กับมอเตอร์ ถ้าแรงดันที่จ่ายให้กลับขั้ว LED จะติดเป็นสีแดง
ควบคุมความเร็วของมอเตอร์
ในการขับมอเตอร์โดยปกติจะป้อนแรงดันไฟตรงให้โดยตรง มอเตอร์จะทำงานเต็มกำลัง ซึ่งอาจมีความเร็วมากเกินไป ดังนั้นการปรับความเร็วของมอเตอร์จึงใช้วิธีลดแรงดันไฟฟ้าที่ป้อนให้กับมอเตอร์ วิธีที่นิยมคือ การป้อนพัลส์ไปขับมอเตอร์แทน แล้วปรับความกว้างพัลส์ช่วงบวก เพื่อให้ได้ค่าแรงดันเฉลี่ยตามต้องการ วิธีการนี้เรียกว่า พัลส์วิดธ์มอดูเลเตอร์ (PWM)
รูปที่ 8 การเปรียบเทียบค่าแรงดันที่เกิดขึ้นเมื่อใช้ PWM
(8.1) ป้อนสัญญาณไฟตรง
(8.2) PWM มีดิวตี้ไซเกิล 50%
(8.3) PWM มีดิวตี้ไซเกิล 75%
(8.4) PWM มีดิวตี้ไซเกิล 25%
โดยความกว้างพัลส์ช่วงบวกเมื่อเทียบกับความกว้างพัลส์ทั้งหมดเรียกว่า ดิวตี้ไซเกิล (duty cycle)โดยจะคิดค่าดิวตี้ไซเกิลเป็นเปอร์เซ็นต์ของค่าความกว้างพัลส์ทั้งหมด ตัวอย่างจากรูปที่ 8.2 มีค่าดิวตี้ไซเกิล 50% หมายถึง ความกว้างของพัลส์ช่วงบวกมีความกว้างเป็น 50% ของความกว้างทั้งหมด ดังนั้นแรงดันเฉลี่ยที่ได้เท่ากับ (50 x 4.8) /100 = 2.4V สำหรับรูปที่ 8.3 และ 8.4 เป็นการกำหนดค่าดิวตี้ไซเกิล 75% และ 25% ตามลำดับ
ตัวอย่างวงจรกำเนิดสัญญาณ PWM สำหรับควบคุมความเร็วมอเตอร์
วงจรสำหรับสร้างสัญญาณพัลส์ PWM เพื่อนำไปขับมอเตอร์ไฟตรงขนาดเล็กนั้นมีตัวอย่างแสดงในรูปที่ 9, 10 และ 11 โดยในรูปที่ 9 เป็นวงจรกำเนิดสัญญาณพัลส์ PWMที่ง่ายที่สุดใช้ไอซี 555 โดยความถี่ของสัญญาณ PWM จะถูกกำหนดด้วยค่าของตัวเก็บประจุ C1 สามารถเปลี่ยนค่าดิวตี้-ไซเกิลหรือความกว้างของพัลส์ได้ด้วยการปรับ VR1 สัญญาณ PWM จะถูกส่งไปยังมอสเฟต Q1 เพื่อขับให้มอเตอร์ไฟตรงหมุน ด้วยการปรับค่าของ VR1 ทำให้แรงดันที่ใช้ขับมอเตอร์มีการเปลี่ยนแปลง ถ้าพัลส์มีความกว้างมาก แรงดันที่ส่งไปขับมอเตอร์ก็จะมากตาม ส่งผลให้ความเร็วของมอเตอร์เพิ่มขึ้น ในทางตรงข้ามถ้าพัลส์มีความกว้างน้อยลง แรงดันเฉลี่ยที่เอาต์พุตก็จะลดลง ความเร็วของมอเตอร์ก็ลดลงตาม
รูปที่ 9 วงจรขับมอเตอร์ไฟตรงด้วยสัญญาณ PWM อย่างง่าย
รูปที่ 10 วงจรควบคุมความเร็วของมอเตอร์ไฟตรงที่ใช้ไอซีออปแอมป์
รูปที่ 10 เป็นวงจรควบคุมความเร็วของมอเตอร์ไฟตรง ซึ่งใช้วงจรกำเนิดพัลส์ PWM ที่สร้างขึ้นจากไอซีออปแอมป์ โดย IC1/1 และ IC1/2 ต่อร่วมกับตัวต้านทานและตัวเก็บประจุเพื่อทำงานเป็นวงจรกำเนิดสัญญาณสามเหลี่ยม แล้วส่งมาเปรียบเทียบกับแรงดันที่ได้จากการปรับค่า VR1 ที่ IC1/4 โดยแรงดันจาก VR1 จะผ่านวงจรบัฟเฟอร์ IC1/3 แล้วส่งไปยังอินพุตกลับเฟสของ IC1/4 ส่วนอินพุตไม่กลับเฟสได้รับสัญญาณรูปสามเหลี่ยมมาจาก IC1/2 สัญญาณ PWM จะเกิดจากการเปรียบเทียบแรงดันระหว่างสัญญาณรูปสามเหลี่ยมกับแรงดันที่กำหนดโดยค่า VR1 นั่นคือความกว้างของสัญญาณหรือ ดิวตี้ไซเกิลจะขึ้นการปรับแรงดันที VR1 ส่วนความถี่ของสัญญาณจะขึ้นกับค่าของตัวเก็บประจ C1 สัญญาณ PWM เอาต์พุตจะถูกส่งไปยังมอสเฟต Q1 เพื่อขับมอเตอร์ไฟตรงต่อไป ด้วยวงจร นี้สามารถปรับความเร็วของมอเตอร์ได้จากการปรับค่าความกว้างของสัญญาณพัลส์ที่ VR1
รูปที่ 11 วงจรควบคุมความเร็วของมอเตอร์ไฟตรงที่สามารถปรับค่าดิวตี้ไซเกิลได้เต็มย่าน 0 ถึง 100%
จากวงจรกำเนิดสัญญาณ PWM ในรูปที่ 9 และ 10 จะมีข้อจำกัดที่คล้ายกันข้อหนึ่งคือ ไม่สามารถปรับค่าติวตี้ไซเกิลได้เต็มย่าน 0 ถึง 100% แต่นั่นไม่ได้หมายความว่า วงจรนั้นไม่ดี หากแต่การนำวงจรดังกล่าวไปใช้งานไม่มีความจำเป็นต้องปรับค่าติวดี้ไซเกิลให้ได้เต็มย่าน ยกตัวอย่าง วงจรในรูปที่ 10 เป็นวงจรที่ใช้ปรับความเร็วของมอเตอร์ในรถสกู๊ตเตอร์ ซึ่งในการใช้งานจริงค่าดิวตี้ไซเกิลต่ำมากๆ ไม่มีความจำเป็นต้องใช้ วงจรในรูปที่ 11 เป็นวงจรกำเนิดสัญญาณ PWM ที่สามารถปรับความกว้างของสัญญาณพัลส์หรือค่าดิวตี้ไซเกิลได้เต็มย่าน 0 ถึง 100% หัวใจหลักคือวงจรกำเนิดสัญญาณฟันเลื่อยหรือ Sawtooth generator ซึ่งใช้ไอซีเบอร์ LM555 สัญญาณรูปฟันเลื่อยจะถูกส่งไปเปรียบเทียบที่ออปแอมป์คล้ายกับวงจรในรูปที่ 10 ด้วยการใช้สัญญาณรูปฟันเลื่อยเป็นสัญญาณอ้างอิงทำให้ สามารถปรับค่าดิวตี้ไซเกิลได้ 0 ถึง 100% ความถี่ของสัญญาณได้รับการกำหนดจากการปรับค่า VR1 ร่วมกับค่าของตัวเก็บประจุ C2 ส่วนการปรับค่าดิวตี้ไซเกิลปรับได้ที่ VR2 สัญญาณ PWM เอาต์พุตสามารถนำไปต่อเข้ากับมอสเฟตเหมือนกับวงจรในรูปที่ 9 และ 10 หรือต่อเข้ากับขา EN ของไอซี L293 เพื่อใช้กับวงจรขับมอเตอร์แบบ H-Bridge
รูปที่ 12 วงจรควบคุมความเร็วของมอเตอร์ไฟตรงที่ใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ ในการสร้างสัญญาณ PWM
นอกจากนั้นในวงจรควบคุมมอเตอร์ไฟตรงสมัยใหม่จะใช้ไมโครคอนโทลเลอร์ในการสร้างสัญญาณ PWM เพื่อควบคุมความเร็วของมอเตอร์ และใช้ขาพอร์ตอีก 1 ถึง 2 ขาในการควบคุมทิศทางการหมุนของมอเตอร์ ดังแสดงวงจรตัวอย่างในรูปที่ 12 ด้วยการใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ทำให้วงจรควบคุมความเร็วของมอเตอร์มีขนาดเล็กและลดความซับซ้อนลงอย่างมาก ทั้งยังสามารถกำหนดความกว้างและความถี่ของสัญญาณ PWM ได้ละเอียดมากขึ้น
