Categories
บทความ รีวิว เทคโนโลยี ไฟฟ้า-อิเล็กทรอนิกส์

แบตเตอรี่พันธุ์ใหม่ LiFePO4

LiFePO4 แบตเตอรี่พันธุ์ใหม่ ให้แรงดันไฟฟ้าสูงในขนาดมาตรฐานเดิมสร้างจากเทคโนโลยีล่าสุด ด้วยขนาด AA/AAA มาตรฐาน แต่จ่ายไฟได้สูงกว่าแบตเตอรี่แบบเดิมๆ ที่มีในท้องตลาด

งานของนักประดิษฐ์และเมกเกอร์มักหลีกไม่พ้นที่ต้องใช้พลังงานไฟฟ้าจากแบตเตอรี่เป็นตัวขับเคลื่อนสิ่งประดิษฐ์ โดยเฉพาะแบตเตอรี่ที่ประจุใหม่ได้ ในอดีตจนถึงปัจจุบันหลายครั้งที่ต้องเผชิญกับปัญหาของพลังงานไฟฟ้าที่ต้องการใช้กับขนาดของสิ่งประดิษฐ์ที่ไม่สมดุลย์กัน เช่น หากต้องการไฟเลี้ยง 6V ก็ต้องใช้แบตเตอรี่ AA จำนวน 4 ก้อนมาต่อกันแบบอนุกรม ส่งผลให้ชิ้นงานมีขนาดใหญ่ตามไปด้วย

แต่ปัญหานี้จะถูกแก้ไขด้วยแบตเตอรี่สายพันธุ์ใหม่ที่ชื่อ LiFePO4 หรือลิเธียมไอออนฟอสเฟต (Lithium Iron Phosphate) เนื่องจากมันสามารถเก็บพลังงานไฟฟ้าได้มากเป็นเท่าตัวเมื่อเทียบกับเซลแบตเตอรี่แบบเก่า นั่นคือ ที่ขนาด 1 เซลตามปกติ จะให้แรงดัน 3.2V เมื่อประจุเต็ม ดังนั้นหากต้องการใช้แรงดันไฟฟ้า 6V จึงใช้แบตเตอรี่ LiFePO4 นี้เพียง 2 ก้อน ทำให้ขนาดของแหล่งจ่ายไฟสำหรับชิ้นงานของเมกเกอร์และเหล่านักประดิษฐ์ทั้งหลายลดลงทันทีครึ่งหนึ่ง

รู้จักกับลิเธี่ยมไอออนฟอสเฟต (LiFePO4)

คิดค้นโดย John Goodenough’s มหาวิทยาลัย Texas เมื่อปี 1996 และได้พัฒนาเป็นสินค้าออกสู่การตลาดในปี 2004
ลิเธี่ยมไอออนฟอสเฟตมีโครงสร้างทางเคมี เหมือนกับแบตเตอรี่ลิเธียมทั่วไป แต่เปลี่ยนวัสดุที่ใช้จาก Cobalt Dioxide (LiCoO2) มาเป็นโลหะที่อึดและทนต่อความร้อนที่เกิดจากปฎิกริยาเคมี ซึ่ง LiFePO4 สามารถให้พลังงานที่สูงกว่า ไม่เป็นพิษ มีอายุการใช้งานที่มากกว่าแบตเตอรี่รุ่นเก่า
ลิเธียมไอออนฟอสเฟตสามารถประจุไฟได้ในแบบแรงดันคงที่ หมายความว่าผู้ใช้งานสามารถประจุไฟใหม่ด้วยอะแดปเตอร์ไฟตรง เหมือนกับแบตเตอรี่ประเภทตะกั่วกรด และใช้ระยะเวลาในการประจุไฟใหม่น้อยกว่าแบตเตอรี่แบบเก่า

แตกต่างที่ให้แรงดันสูงกว่าเดิมสองเท่า

แบตเตอรี่ LiFePO4 มีการผลิตออกมาทั้งขนาด AA และ AAA ให้แรงดันต่อก้อนเมื่อประจุเต็ม ไม่เกิน 3.2V ด้านความสามารถในการจ่ายกระแสไฟฟ้ามีตั้งแต่ 800mAH จนถึง 1500mAH และเชื่อว่า จะเพิ่มขึ้นอีกในอนาคต

การประจุแบตเตอรี่แบบนี้ใช้เครื่องประจุยี่ห้อ G.T.Power รุ่น C607D (สั่งซื้อได้จาก www.inex.co.th) ได้ โดยเลือกชนิดของแบตเตอรี่ให้ถูกต้อง

ภาพด้านบนคือเครื่องประจุแบตเตอรี่ G.T.Power รุ่น C607D ที่ใช้ประจุแบตเตอรี่ LiFePO4 ได้

การใช้งานกับกะบะถ่านแบบเดิม

เนื่องจากเป็นแบตเตอรี่แบบใหม่ หากนำมาใช้ทันทีกับกะบะถ่าน 4 ก้อนที่เดิมทีต้องบรรจุแบตเตอรี่แบบเดิม 4 ก้อน เมื่อเปลี่ยนมาใช้แบตเตอรี่ LiFePO4 อาจทำให้เกิดปัญหาต้องทำการดัดแปลงกะบะถ่านหรือเปลี่ยนกะบะถ่าน

ทว่า ปัญหานี้ทางผู้ผลิตแบตเตอรี่ LiFePO4 ได้คิดมาครบแล้ว จึงมีการแจกแบตเตอรี่หลอกหรือดัมมี่ (dummy) มาให้ด้วยในกรณีที่จัดซื้อแบตเตอรี่ LiFePO4 จำนวน 2 ก้อน ก็จะให้ดัมมี่มา 2 ก้อนที่มีขนาดเท่ากับแบตเตอรี่ AA โดยตัวดัมมี่นี้แท้ที่จริงแล้ว มันทำหน้าที่เป็นสะพานไฟสำหรับต่ออนุกรมในกะบะถ่าน จึงทำให้ยังคงใช้งานกะบะถ่าน 4 ก้อนแบบเดิมได้ ด้วยการใส่แบตเตอรี่ LiFePO4 จำนวน 2 ก้อนและแบตเตอรี่ดัมมี่ 2 ตัว

ภาพด้านบนแสดงการใช้กะบะถ่านแบบเดิม โดยใส่แท่งดัมมี่แบตเตอรี่เข้าไปเป็นสะพานไฟ เพื่อให้ได้แรงดัน 6V แต่หากต้องการแรงดัน 12V ก็เพิ่มแบตเตอรี่เป็น 4 ก้อนเท่านั้น

ด้านบนคือรูปแบตเตอรี่ LiFePO4 ขนาดต่างๆ ที่มีขายในปัจจุบัน
1. แบบเซลเดี่ยว
2. แบบแพ็กหลายเซล 3.2V ทำให้ได้กระแสไฟฟ้าสูงขึ้น
3. แบบแพ็ก 6V
4. แบบแพ็ก 12V
5. อะแดปเตอร์ไฟตรง 3.6V สำหรับประจุไฟใหม่

มีขายที่ไหน

ปัจจุบันเริ่มมีผู้ผลิตแบตเตอรี่ LiFePO4 นี้หลายราย ทยอยวางจำหน่ายในขนาดต่างๆ กันบ้างแล้ว ใครสนใจก็ลองค้นหาดูใน www.aliexpress.com มีให้เลือกหลากหลาย

สิ่งที่จะต้องระลึกถึงเสมอคือ แบตเตอรี่ LiFePO4 ให้แรงดัน 3.2V หากเลือกขนาด AA หรือ AAA ไปใช้กับสิ่งประดิษฐ์เดิมที่มีการใช้กะบะถ่านแบบ 4 ก้อน ต้องหาดัมมี่มาใส่ให้แทนตำแหน่งที่เหลือหรือต้องทำการเปลี่ยนขนาดของกะบะถ่านเป็นแบบ 2 ก้อน ในกรณีที่ต้องการใช้แรงดันไฟตรง 6V

Categories
บทความ เทคโนโลยี

ขาเทียมอัจฉริยะ

Dr. Hugh Herr ผู้ดำรงตำแหน่ง CTO หรือ Chief Technology Officer ใน Media Lab ของ MIT เขาคือนักประดิษฐ์ที่พิการขาท่อนล่างทั้งสองข้าง แต่วันนี้เขาสามารถสร้างเท้าเทียมที่ใช้งานได้จริง ไม่ใช่เท้าเทียมที่เป็นแค่รูปหล่อเพื่อค้ำยันเท่านั้น เขาคือเจ้าของเทคโนโลยีที่ชื่อว่า PowerFoot BiOM

ที่นำมาซึ่งสิ่งประดิษฐ์ที่ชื่อว่า iWALK (www.iwalk.com) อันเป็นอุปกรณ์ที่ช่วยให้ความฝันของคนพิการขาที่หวังจะกลับมาเดินได้ด้วยตัวเองอีกครั้งเป็นจริงขึ้นมา

ความสูญเสียที่นำมาซึ่งเป้าหมายที่เด่นชัด

ในวันที่ Hugh Herr ได้รับขาเทียมมาใช้งานเป็นครั้งแรก เขามีอายุ 17 ปี เขาเป็นเพียงนักเรียนมัธยมคนหนึ่งที่อาจยังไม่มีความฝันที่ชัดเจน จนกระทั่งในวันที่เขาต้องใช้ขาเทียม เนื่องจากเขาประสบอุบัติเหตุจากการปีนเขา ทำให้ต้องเสียขาท่อนล่างทั้งสองข้างไป เขาสูญเสียโอกาสในการปีนเขา อันเป็นกิจกรรมที่เขารัก เพราะขาเทียมที่เขาได้รับมาใช้งาน มันเป็นเพียงแค่อุปกรณ์ค้ำยันและช่วยให้เขาไม่ต้องนั่งรถเข็นเท่านั้น มันไม่มีเท้าหรือส่วนประกอบใดๆ ที่ช่วยให้เขาเดินได้

นั่นกลับทำให้เกิดแรงผลักดันอย่างมหาศาล ความฝันของหนุ่มน้อย Herr ปรากฏเด่นชัดขึ้นมาทันที เขาตั้งเป้าหมายในชีวิตไว้อย่างชัดเจนว่า เขาจะต้องประดิษฐ์ขาเทียมที่ทำให้เขาสามารถกลับไปปีนเขาได้อีกครั้ง ทั้งๆ ที่ตอนนั้นเขาไม่ได้มีความพิศมัยในวิชาฟิสิกส์เลยแม้แต่น้อย

เมื่อตั้งใจเช่นนั้น ชีวิตของ Herr ก็เปลี่ยนไปอย่างสิ้นเชิง เขาทุ่มเทต่อการเรียนอย่างสุดตัว จนจบการศึกษาจาก MIT (Massachusetts Institue of Technology) และได้ปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัย Harvard จากนั้นเข้าทำงานใน Media Lab ของ MIT กับแผนกวิทยาศาสตร์สุขภาพและเทคโนโลยีอันเป็นโครงการร่วมระหว่าง Harvard และ MIT นั่นจึงทำให้เขาสามารถเดินตามความฝันของเขาในการสร้างขาเทียมที่จะช่วยให้เขากลับมาไม่เพียงแต่เดิน เขายังต้องการกลับมาปีนเขาให้ได้อีกครั้ง

PowerFoot BiOM คือคำตอบ
Herr สามารถค้นคิดเทคโนโลยีที่ชื่อว่า PowerFoot BiOM มันเป็นระบบชีวอิเล็กทรอนิกส์สำหรับควบคุมการทำงานของท่อนขาช่วงล่าง ตั้งแต่ใต้เข่าลงไปจนถึงฝ่าเท้า โดยมันเข้ามาแทนที่การใช้โครงข่ายกล้ามเนื้อเทียมที่มีข้อด้อยในการไม่สามารถรับรู้แรงกดที่กระทำลงบนฝ่าเท่าในขณะเดินได้จริง จึงทำให้การเดินไม่เป็นธรรมชาติอย่างแท้จริง

อาจกล่าวได้ว่า PowerFoot BiOM คือ กลไกอัตโนมัติของท่อนขาที่ช่วงล่างที่ได้รับพลังงานมาจากการงอของฝ่าเท้า อันเกิดจากการขยับข้อเท้า เอ็นร้อยหวายและกล้ามเนื้อน่องในขณะที่ขาขยับเพื่อเคลื่อนที่ไปข้างหน้า ทำให้กลไกสามารถทำงานอย่างมีพละกำลังมากพอเพื่อที่จะรองรับการใช้ขาในการเดิน วิ่ง และปีน ตรงนี้เองคือจุดที่โดดเด่นและแตกต่างไปจากการใช้โครงข่ายกล้ามเนื้อเทียมที่ไม่สามารถให้พลังงานหรือกำลังมากพอ

PowerFoot BiOM ทำงานอย่างไร ? 

PowerFoot BiOM จะตรวจจับตำแหน่งของข้อเท้าในเวลาจริงเพื่อทำการตอบสนองต่อกิจกรรมที่เกิดขึ้น ณ เวลานั้นๆ โดยมีจุดตรวจจับมากถึง 250 จุดต่อการทำงานในแต่ละจังหวะ ตัวตรวจจับที่ใช้คือ Accellerometer sensor หรือตัวตรวจจับความเร่ง ด้วยการใช้ตัวตรวจจับแบบนี้ทำให้ทราบถึงทิศทาง ความเร็ว และความเร่งที่เกิดขึ้น จากนั้นระบบจะทำการประมวลผลจากข้อมูลที่ตัวตรววจจับส่งมาเพื่อส่งสัญญาณไปควบคุมอุปกรณ์ทางกลที่ใช้ในการเคลื่อนที่ของขาเทียมทั้งหมด ให้ตอบสนองต่อความต้องการของผู้ใช้งาน

ระบบจะทำการควบคุมสปริงให้ท่อนขา (เทียม) มีการขยับขึ้นลงตามการเคลื่อนไหวที่กำหนดมา เพื่อไปยังเป้าหมายที่ต้องการ เมื่อสิ้นสุดการทำงานในแต่ละจังหวะ สปริงจะมีการคืนตัวเพื่อทำการสะสมพลังงาน เพื่อรองรับการเคลื่อนไหวในรอบต่อไป

 

จาก PowerFoot BiOM สู่ iWALK

หลังจาก Herr สามารถพัฒนา PowerFoot BiOM ได้สำเร็จ จึงมีการจัดตั้งบริษัทขึ้นมาเพื่อดูแลผลประโยชน์ของนวัตกรรมนี้ และเขาได้ตั้งชื่อสิ่งประดิษฐ์อันทรงคุณค่านี้ว่า iWALK (www.iwalkpro.com) แน่นอนชื่อบริษัทที่เขาตั้งขึ้นต้องมีชื่อเดียวกันกับสิ่งประดิษฐ์ตัวนี้

iWALK มีคุณสมบัติเด่นที่สำคัญดังนี้

• น้ำหนักเพียง 4.5 ปอนด์ หรือประมาณ 2.2 กิโลกรัม
• ความสูงหรือความยาวของแข้ง 8.25 นิ้ว อันเป็นค่าความยาวเฉลี่ยของแข้งมนุษย์
• ช่วยให้ผู้ใช้งานสามารถเดินและวิ่งบนพื้นผิวต่างๆ ได้ รวมถึงกระโดด
• ใช้แบตเตอรี่ชนิดลิเธียมโพลีเมอร์แบบประจุได้เร็ว อายุการใช้งาน
• มีตัวตรวจจับที่รองรับถึง 6 มุมการเคลื่อนที่อิสระ (DOF : Degree Of Freedom) รวมถึงมีการทำงานที่สัมพันธ์กันระหว่างการตรวจจับแรงกด แรงบิด และมุมในการเคลื่อนที่
• มีระบบตรวจจับและประมวลผลการทำงานในแบบเวลาจริง จึงลดความเสี่ยงในการล้มลงของผู้ใช้งาน ไม่ว่าจะเคลื่อนที่บนพื้นผิวแบบใด รวมถึงการขึ้นบันไดและการกระโดด
• มีความสามารถในการจัดการพลังงานเพื่อรองรับการก้าวเดินอย่างมีประสิทธิภาพ ช่วยลดอาการปวดกล้ามเนื้อและความเมื่อยล้า ทำให้ผู้ใช้งานสามารถเดินได้อย่างต่อเนื่อง
• iWALK สามารถให้กำลังมากถึง 400 วัตต์ต่อการเคลื่อนที่ในหนึ่งจังหวะ
• มีระบบลดแรงสะเทือนที่ดีเพียงพอ เพื่อช่วยลดผลกระทบต่อท่อน
ขาด้านบนและสะโพก และยังช่วยไม่ให้มีอาการปวดหลังเมื่อเปรียบเทียบกับอุปกรณ์ช่วยเดินหรือขาเทียมในแบบอื่นๆ
• เป็นอุปกรณ์ที่ช่วยพัฒนาคุณภาพชีวิตของผู้พิการได้เป็นอย่างดี เพราะช่วยให้ผู้พิการสามารถช่วยเหลือตัวเองได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการเคลื่อนที่หรือเดินทางสัญจรไปในที่ต่างๆ
• iWALK จะพัฒนาระบบควบคุมเท้าและขาเทียมสำหรับแต่ละบุคคลเป็นการเฉพาะเจาะจง เพื่อรองรับการใช้ชีวิตที่แตกต่างกันไป
• ใช้สปริงแบบอีลาสติกที่ให้พลังงานสูง รวมถึงอุปกรณ์ขับเคลื่อนที่รองรับกับพลังงานที่ได้จากการงอฝ่าเท้า

นวัตกรรมนำไปสู่การพัฒนาคุณภาพชีวิต

จากประสบการณ์ตรงของ Dr. Hugh Herr ทำให้เขามีแรงผลักดันอย่างมหาศาลในการพัฒนา iWALK เพื่อช่วยตอบสนองทั้งความต้องการส่วนตัวและช่วยให้ผู้พิการท่อนขาช่วงล่างได้มีโอกาสกลับมาใช้ชีวิตตามปกติได้

 

วันนี้ iWALK ได้ช่วยให้วีรบุรุษจากสงครามของสหรัฐอเมริกาผู้สูญเสียขาได้กลับมามีขาเพื่อเดินและวิ่งอย่างคล่องตัว
iWALK ช่วยให้นักกรีฑาที่ประสบอุบัติเหตุจนต้องตัดขาทิ้งได้มีโอกาสกลับสู่ลู่วิ่งที่เขารักอีกครั้ง
iWALK ช่วยให้ Dr. Herr ได้กลับไปสนุกกับชีวิตด้วยการปีนเขาได้อีกครั้ง เขาสามารถพิชิตเขาลูกแล้วลูกเล่าอย่างมั่นใจ
Dr. Herr ได้ให้คำจำกัดความที่ลึกซึ้งเกี่ยวกับ iWALK เท้าเทียมอัจฉริยะของเขาว่า ” I don’t walk my legs. My legs walk me.”

 

 


 

Categories
บทความ เทคโนโลยี

ระบบฉายภาพ 3 มิติแบบโปรเจ็กเตอร์คู่

เมื่อเทคโนโลยี 3D มาเยือนครัวเรือนของเราๆ ท่านๆ มาเตรียมความพร้อมด้วยการรับรู้เรื่องราวเบื้องต้นแบบเบสิก เบสิกของเทคโนโลยีระบบการฉายภาพที่เป็นเทรนด์ใหม่ของยุคนี้

Categories
บทความ เทคโนโลยี

รำลึกถึงผู้ประดิษฐ์รีโมตคอนโทรล

จะมีใครสักกี่คนทราบว่า ผู้ที่ค้นคิดรีโมตคอนโทรล สิ่งประดิษฐ์ที่อำนวยความสะดวกแก่มวลมนุษยชาติเป็นใคร? และวันนี้เขาอยู่ที่ไหน

Categories
เทคโนโลยี

eTextile Fashion Show

การแสดงแฟชั่นโชว์ eTextile ของเสื้อผ้าที่มาพร้อมกับวงจรอิเล็กทรอนิกส์ มันไม่ใช่แค่งานโชว์สิ่งประดิษฐ์ที่ดูกันรู้เรื่องแค่นักเล่นหรือผู้คนในวงการอิเล็กทรอนิกส์ เพราะนี่คือ งานแสดงแฟชั่นโชว์จริงๆ มีนางแบบเดินกันจริงๆ มีแคตวอล์ก พร้อมระบบแสง สี เสียง ตระการตา

Exit mobile version