ลองชุดจ่ายไฟแบบไม่ง้อหม้อแปลง

December 5th, 2015

หากจะสร้างวงจรจ่ายไฟตรงขนาดเล็กสักชุดหนึ่ง เพื่อต้องการประหยัดงบประมาณและลดขนาดโครงงานลงให้เหมาะสมที่สุด แต่ท่านคงพบปัญหาน่ารำคาญที่หลีกเหลี่ยงยาก คือ หม้อแปลงไฟฟ้า ไม่สามารถหาแบบราคาถูกและขนาดเล็กได้ เช่น ผมต้องการสร้างวงจรจ่ายไฟตรงขนาด 12V 0.1A ควรใช้หม้อแปลงขนาด 0.1A-0.2A แต่เมื่อไปดูที่ร้านขายอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พบว่า มีขนาดเล็กสุด คือ 0.5A โดยมีราคาแพงประมาณ 50-55บาท ตั้งงบประมาณไว้แค่ 60 บาท แบบนี้คงเกินงบแน่ แถมยังมีขนาดใหญ่ น้ำหนักมาก ดูไม่เหมาะสมเลยครับ


หาอุปกรณ์แทนหม้อแปลง

หม้อแปลง ทำหน้าที่ลดไฟจากไฟบ้าน 220V 50Hz ลงเหลือตามต้องการ เช่น ลดไฟลงเหลือ 12V เพื่อใช้ประกอบในวงจรจ่ายไฟตรง 12V เป็นต้น


ตัวต้านทานลดไฟบ้านได้ด้วย

นอกจากการใช้หม้อแปลงลดไฟบ้านให้ต่ำลงแล้ว เรายังสามารถใช้ตัวต้านทานลดไฟบ้านได้อีกด้วย ผมก็ชอบใช้ตัวต้านทานลดไฟบ้านให้ต่ำลงเพื่อจ่ายไฟให้กับหลอด LED ขนาดเล็กๆ ได้ ตามภาพที่ 1 จะเห็นว่า อุปกรณ์ ชิ้น ก็สามารถแสดงผลไฟบ้านได้แล้ว สะดวกและประหยัดดี(งบประมาณ ไม่เกิน บาท)


ภาพ  ต่อหลอด LED กับไฟบ้าน


โดย R1 ทำหน้าลดไฟบ้านลงเหลือประมาณ 1.8V 15mA เพื่อจ่ายไฟให้หลอด LED1 สว่างได้(พอประมาณส่วน D1 ทำหน้าที่ป้องกันไฟลบไม่ให้ไหลผ่าน LED1 ได้ ถึงแม้ว่า LED1


##ลองคิดวงจรจ่ายไฟตรงด้วยต้วต้านทานกัน

หากท่านต้องการจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์อื่นๆ ที่ใช้แรงดันและกระแสต่างไปจากนี้ ก็สามารถหาค่าตัวต้านทานและอุปกรณ์อื่นๆ ได้ไม่ยากครับ




ภาพ  วงจรจ่ายไฟตรง(เรียงกระแสแบบครึ่งคลื่น12V 0.03A


เราลองมาคิดสร้างวงจรจ่ายไฟตรง ขนาด 12V 0.03A กันดีกว่า ตามภาพที่ 2 โดยใช้ตัวต้านทานแทนหม้อแปลงได้ การทำงานของวงจรนี้ ก็ไม่มีอะไรมาก

เริ่มต้น จากไฟบ้านไหลผ่าน R1 ทำให้ไฟลดลงเหลือประมาณ 12V จากนั้นไฟก็ไหลผ่าน D1 ทำให้ไฟถูกเรียงกระแสแบบครึ่งคลื่น จากไฟกระแสสลับเป็นไฟกระแสตรง แล้วไฟกระแสตรงที่ได้ก็ไหลผ่านต่อมายัง C1 ทำให้ไฟเรียบขึ้น ในขณะเดียวกันมี ZD1 ที่ต่อขนานกับ C1 ช่วยรักษาระดับแรงดันให้มีค่า 12V คงที่ด้วยครับ

##หาค่า R1 กันหน่อยนะ

ลำดับต่อไปเราลองหาค่า R1 กัน แม้ว่าหลายท่านเบื่อคำนวณ แต่ผมคิดว่า รู้ไว้ก็มีประโยชน์นะครับ เพราะนอกจากค่าแรงดันออก 12V (Vo) ตามตัวอย่างแล้ว ยังสามารถกำหนดให้จ่ายแรงดันค่าอื่นๆ ได้อีกด้วยครับ จากวงจรตามภาพที่ 2 สามารถหาค่า R1 ได้ดังนี้

R1 = (154V – Vo) / ( I x 1.414)

กำหนดให้ Vo = 12V , I = 0.03A

แทนค่า

R1 = (154V – 12V) / (0.03A x 1.4)

= 142V / 0.042A

= 3,380W

แต่ค่านี้ไม่มีขาย ผมจึงเลือกค่า 3.3K แทนครับ

สำหรับขนาดของ R1 กี่วัตต์ดีนั้น ควรเลือกขนาดมากกว่ากำลังไฟฟ้าที่ไหลผ่าน R1 ประมาณ เท่าขึ้นไป (แต่ขนาดใหญ่เกินไปก็ไม่เหมาะสมนักดังนี้

PR1 = [(154V – Vo) x I] x 2

(คือ เรานำ 154V บวกกับ Vo ก่อนแล้วนำค่าที่ได้มาคูณ จากนั้นก็นำค่าที่ได้มาคูณกับ ก็จะได้ค่ากำลังวัตต์ของ R1 คงไม่งงนะครับ)

แทนค่า

PR1 = [(154V – 12V) x 0.03A] x 2

= (142V x 0.03A) x 2

= 8.5W

แต่ตัวต้านทานขนาดนี้ไม่มีขาย ผมจึงเลือกขนาด 10W แทนครับ

##ใช้ตัวต้านทานก็มีจุดอ่อน

แม้ว่าเราใช้ตัวต้านทานแทนหม้อแปลงได้ดีระดับหนึ่ง แต่จากที่ลองคำนวณหาค่า R1 ก็จะเห็นค่าเมื่อเรากำหนดกระแสใช้งานสูงขึ้น ย่อมต้องใช้ขนาด R1 ใหญ่ขึ้นด้วย และมีผลเรื่องความร้อนสูงขึ้นด้วยครับ ดังนั้นการใช้ตัวต้านทานแทนหม้อแปลงจึงเหมาะสำหรับวงจรจ่ายไฟตรงที่จ่ายแรงดันและกระแสต่ำๆ ครับ


ลองใช้ตัวเก็บประจุแทนหม้อแปลงดีกว่า

จากจุดอ่อนของตัวต้านทานที่ใช้แทนหม้อแปลงนั้น เรามาคิดหาทางแก้ปัญหากันดีกว่า อุปกรณ์อะไรอีกบ้างที่ช่วยลดไฟบ้านได้ดี ตอนแรกๆ ก็งงพอสมควรครับ แต่เมื่อดูคุณสมบัติของไฟบ้านนอกจากจะมีแรงดันประมาณ 220V แล้ว ยังเป็นไฟกระแสสลับที่มีความถี่ 50Hz ด้วย แล้วจะมีอุปกรณ์อะไรหนอที่ทำงานได้ดีเมื่อใช้กับไฟบ้านแบบนี้ครับ

คงหาคำตอบไม่ยาก อุปกรณ์ตัวนั้นก็คือ “ตัวเก็บประจุ” ไง โดยไฟกระแสสลับจะไหลผ่านตัวเก็บประจุได้มากหรือน้อยขึ้นอยู่กับค่าความจุของตัวเก็บประจุตัวนั้น เมื่อมีค่าความจุสูงย่อมทำให้ไฟกระแสสลับไหลผ่านได้มาก แต่ในทางกลับกันหากมีค่าความจุต่ำก็จะทำให้ไฟกระแสสลับไหลผ่านได้น้อยครับ

ดังนั้น หากเราเลือกตัวเก็บประจุที่มีค่าความจุเหมาะสม ก็จะสามารถลดไฟบ้านลงตามต้องการได้ครับ

##วงจรจ่ายไฟตรง

เราลองมาคิดวงจรจ่ายไฟตรง โดยใช้ตัวเก็บประจุแทนหม้อแปลงกันบ้างนะครับ ตามภาพที่ 3 เป็นวงจรจ่ายไฟตรงขนาด 12V 0.05A ซึ่งมีการทำงานไม่ซับซ้อนเท่าไหร่นัก

เริ่มต้นจากไฟบ้านไหลผ่าน R1 เพื่อลดความกระชากของไฟบ้าน จากนั้นไฟบ้านก็จะไหลผ่าน C1 ทำให้ไฟลดลงจาก 220V เหลือประมาณ 12V ส่วน R2 ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของ C1 ด้วย ลำดับต่อมาไฟก็ไหลผ่านชุดเรียงกระแสแบบเต็มคลื่น ซึ่งประกอบไดโอด D1 และ D2 ทำให้จากไฟกระแสสลับกลายเป็นไฟกระแสตรงได้ แล้วไฟกระแสตรงไหลผ่าน C1 ทำให้ไฟเรียบขึ้น และมี ZD1 ทำหน้าที่รักษาแรงดัน 12V คงที่ครับ

สำหรับวงจรจ่ายไฟตรงชุดนี้ เราสามารถปรับให้จ่ายแรงดันออกมาได้ตามต้องการ โดยเปลี่ยนค่า C1 ให้เหมาะสม ซึ่งหากท่านลองใส่ค่าความจุไปเรื่อยๆ คงไม่สะดวกแน่ เราลองมาดูวิธีคำนวณค่า C1 แบบง่ายๆ เพื่อเป็นแนวทางในการเลือกค่าความจุให้เหมาะสมครับ


ภาพ  วงจรจ่ายไฟตรง 12V 0.05A


ก่อนอื่นควรทำความเข้าใจพื้นฐานตัวเก็บประจุกัน โดยมีค่าทางไฟฟ้าที่น่าสนใจ อย่าง คือ

[[**]] ค่าความจุ (สิ่งที่เราต้องการปกติมีหน่วยเป็น m(ไมโครฟารัดแทนค่าว่า C

[[**]] ค่าความต้านทานแฝงทางไฟฟ้า หรือมีชื่อเรียกทางวิชาการว่า คาปาซีตีฟ รีแอคแตนซ์ (Capacitive reactance) หรือเรียกสั้นๆ ว่า Xc

เมื่อใช้ในความถี่ไฟบ้าน (50Hz) เราสามารถหาความสัมพันธ์ทางไฟฟ้าได้ดังนี้

Xc = 1/(314 x C)

หรือแปลงสูตรใหม่เป็น

C = (1/Xc) / 314 ________(ก.)

ดังนั้น เราต้องทราบค่า Xc ก่อนจึงจะหาค่า ได้ครับ

เรากลับมาดูวงจรตามภาพที่ 3 อีกครั้ง เราสามารถหาค่า Xc ได้ดังนี้

Xc = [(220V – Vo) / 2] / I

ลองแทนค่า

Xc = [(220V – 12V) / 2] / 0.05A

(เริ่มด้วย 220V – 12V ก่อน แล้วนำ มาหาร จากนั้นนำ 0.05A มาหารอีกครั้ง ก็จะได้ค่า Xc ครับ)

= (208V / 2) / 0.05A

= 104V / 0.05A

= 2,080 ohms

นำค่า Xc ในสูตร (.)

C = (1 / 2080 ) / 314

= 1.5uF

ดังนั้น จึงใช้ค่า C1 เท่ากับ 1.5uF 400V แบบไม่มีขั้วครับ





นา นา วิธีป้องกันต่อผิดขั้ว

December 5th, 2015

ผมมีปัญหาเกี่ยวกับโครงงานที่ใช้ไฟเลี้ยงภายนอก หากป้อนไฟเลี้ยงผิดขั้วก็อาจจะทำให้โครงงานนั้นเสียหายได้ โดยเฉพาะโครงงานที่ใช้อุปกรณ์สารกึ่งตัวนำ ตัวอย่างเช่น วงจรที่ไอซีเบอร์ 555 ป้อนไฟเลี้ยงผิดขั้วเพียงพริบตาเดียว ก็ทำให้ไอซีเสียระเบิดกระเด็น เห็นต่อหน้าต่อตาเลย อันตรายพอสมควร นอกจากนี้อุปกรณ์ที่มีขั้วชัดเจนอย่างตัวเก็บประจุชนิดอิเล็กทรอไลค์ ก็มีปัญหามากเช่นกัน โดยเฉพาะในวงจรจ่ายไฟ หากต่อไฟผิดขั้วมันก็จะระเบิดได้ยินเสียงดังมาก

จึงต้องหาวิธีป้องกันการต่อไฟผิดขั้ว ตามความเหมาะสมในการใช้งาน เช่น บางโครงงานมีความสำคัญไม่มากนัก กำหนดให้ใช้งบประมาณต่ำ จึงใช้วิธีการป้องกันต่อไฟผิดขั้วแบบง่ายๆก็พอ แต่ในบางโครงงานมีความสำคัญมากและใช้งบประมาณพอสมควร จึงทำให้สามารถใช้วิธีป้องกันต่อไฟเลี้ยงผิดขั้วแบบคุณภาพดีได้ครับ

ผมคิดว่า หัวใจหลักของวิธีการป้องกันต่อไฟผิดขั้วนั้น คือ การประยุกต์ใช้ไดโอดเป็นตัวกำหนดทิศทางไหลของไฟได้ดีพอ แม้ว่าไดโอดเป็นอุปกรณ์ตัวเล็กๆ ขาใช้งานเพียงสองขา แต่สามารถนำใช้งานได้หลากหลายมาก

ในที่สุดผมก็ทดลองนำไดโอดมาประยุกต์ใช้ป้องกันการต่อไฟผิดขั้วได้ดี ทั้งวิธีการที่ใช้เพียงไดโอดตัวเดียวหรือร่วมกับอุปกรณ์อื่นๆ ตามความเหมาะสมในกรณีนั้นๆ โดยประกอบด้วย วิธีการ คือ

[[**]] ตัวเดียวก็แจ๋ว

[[**]] กลับขั้วอัตโนมัติด้วยไดโอดต่อเป็นบริดจส์

[[**]] ผิดขั้วปุ๊บขาดปั๊บ

[[**]] ผิดขั้วปุ๊บตัดปั๊บ

[[**]] กลับขั้วอัตโนมัติรุ่นสมบูรณ์แบบ

โดยสามารถดูรายละเอียดของวิธีการต่างๆ ได้ดังนี้

 

#ตัวเดียวก็แจ๋วได้

วิธีการง่ายที่สุดในการป้องกันต่อไฟผิดขั้ว คือ การนำไดโอดมาต่ออนุกรมกับโหลด โดยใช้ขั้ว ของไดโอดต่อกับขาบวกของโหลด และป้อนไฟเข้าด้วยไฟบวกทางขา ของไดโอด ตามภาพที่ 1

การต่อไฟลักษณะนี้ทำให้ไดโอดนำกระแสหรือยอมให้กระแสไหลผ่านตัวมันได้ เพราะได้รับการจ่ายไบแอส(bias)ตรงนั่นเอง ดังนั้น ไฟเข้าจึงไหลผ่านไดโอดมายังโหลดได้ ทำให้โหลดทำงานได้ตามปกติครับ

แต่เมื่อเราป้อนไฟเข้ากลับขั้วไฟ คือ จากเดิมขั้วบวกเป็นขั้วลบ(ด้านบน)และขั้วลบเป็นขั้วบวก(ด้านล่างก็ทำให้ไดโอดได้รับไบแอสกลับ มันจึงไม่ชอบก็เลยไม่ยอมให้ไฟไหลผ่านตัวมันไปได้ ส่งผลให้โหลดไม่ทำงานครับ

 

 

ภาพที่ ใช้ไดโอดตัวเดียวก็ป้องกันต่อไฟผิดขั้วได้

 

##เข้าใจจุดอ่อนและเลือกไดโอดให้เหมาะสม

ถึงแม้ว่าวิธีการนี้จะง่ายและประหยัดก็ตาม แต่ผมคิดว่ายังวิธีนี้ยังมีจุดอ่อนที่สำคัญ ประการ คือ

[[**]] แรงดันลดลง ตามปกติไดโอดจะมีแรงดันตกคร่อมตัวมันในตอนไบอัสตรงประมาณ 0.7ดังนั้น หากเราใช้ไฟเข้าที่มีค่าแรงดันต่ำๆ เช่น 1.5V ก็จะทำให้แรงดันที่จ่ายไปยังโหลดลดต่ำลง เปรียบเสมือนว่า ไดโอดเรียกเก็บค่าผ่านทางไปแล้ว 0.7V ทำให้แรงดันลดลงเหลือเพียง 0.8V ย่อมทำให้โหลดไม่ทำงานได้ครับ

ดังนั้น จึงควรใช้ไฟเข้าที่มีแรงดันสูงพอสมควร เพื่อจ่ายไฟให้โหลดได้อย่างเหมาะสม เช่น โหลดใช้แรงดันประมาณ 12V สามารถใช้วิธีนี้ได้ เพราะแรงดันจากไฟเข้าเมื่อไหลผ่านไดโอดจะลดลงเหลือประมาณ 11.3V โหลดก็ยังทำงานได้อย่างปกติครับ

[[**]] กระแสลดลง จากการต่อไดโอดแบบอนุกรมในวงจรนั้น ย่อมทำให้กระแสไหลผ่านในวงจรลดลงเสมอ จึงควรเลือกไดโอดที่มีผลต่อกระแสน้อยที่สุด คือ ไดโอดที่มีค่าความต้านทานแฝงภายในต่ำๆ ย่อมทำให้กระแสไหลผ่านตัวมันได้มากขึ้น

เราลองทำความเข้าใจกันดูนะครับ สมมุติว่า ไดโอดทนกระแสประมาณ 1A ปกติมีแรงดันตกคร่อมประมาณ 0.7V จึงมีค่าความต้านทานแฝงประมาณ 0.7V / 1A = 0.7 ohms แต่เมื่อใช้ไดโอดทนกระแสประมาณ 3A มีค่าความต้านทานแฝงประมาณ 0.23 W ดังนั้น เลือกไดโอดที่ทนกระแสได้สูงไว้ก่อนก็ดีครับ

 

##การเลือกไดโอดอย่างเหมาะสม

ท่านคงเกิดความกังวลว่า หากใช้ไดโอดที่ทนกระแสได้สูงเกินไป แม้ว่ากระแสไหลผ่านได้ดี แต่ราคาย่อมแพง และสิ้นเปลืองเนื้อที่ติดตั้ง แล้วเราจะเลือกไดโอดอย่างไรดีจึงจะเหมาะสมกับการใช้งานจริง

สำหรับผมคำนึงถึงกระแสที่โหลดต้องการเป็นหลัก เช่น โหลดต้องการกระแสประมาณ 1A ก็ควรใช้ไดโอดที่ทนกระแสได้มากขึ้นเป็น 2-3 เท่า เมื่อพิจารณาตามความเหมาะสมแล้ว ควรใช้ไดโอดที่ทนกระแสขนาด 3A เพราะมีขายทั่วไป เช่น เบอร์ 1N5402 (ทนไฟ 3200V) เป็นต้น

สรุปว่า วิธีนี้ใช้ได้ดี แต่ต้องเลือกให้เหมาะสมกับการใช้งาน

ผมยังพบข้อสังเกตุอีกประเด็นหนึ่ง ในเรื่องความไม่สะดวกในตอนที่เราป้อนไฟเข้าผิดขั้ววงจรจะไม่ทำงาน ต้องกลับขั้วไฟเข้าใหม่ให้ถูกต้องก่อน ทำให้อาจจะทำให้ผู้ใช้วงจรโหลดสับสนหลงคิดว่าวงจรโหลดมีปัญหาหรือเสียได้ ผมคิดว่า ทางแก้ปัญหาในขั้นแรกจึงควรแจ้งให้ผู้ใช้ทราบในจุดนี้ก่อนใช้งานครับ หรือจะใช้วิธีการต่อไป คือ กลับขั้วอัตโนมัติด้วยไดโอดต่อเป็นบริดจส์ ก็สามารถช่วยแก้ปัญหานี้ได้ดีครับ

 

#กลับขั้วอัตโนมัติด้วยไดโอดต่อเป็นบริดจส์

จากข้อสังเกตุของวิธีการ “ตัวเดียวก็แจ๋วได้” เรื่องความไม่สะดวกในตอนต่อไฟผิดขั้วนั้น ผมจึงคิดหาวิธีทำให้ไฟที่จ่ายให้โหลดมีขั้วไฟปกติเสมอ ถึงแม้ว่าเราต่อไฟเข้าสลับขั้วไฟกันแบบไหนก็ตาม

ผมนึกถึงวงจรจ่ายไฟตรงที่ใช้วงจรเรียงกระแสไฟแบบบริดจส์ ซึ่งมีการทำงานที่น่าสนใจ คือ เมื่อเราป้อนไฟกระแสสลับที่มีขั้วไฟสลับกันไปมาระหว่างไฟบวกและไฟลบ เข้าไปในวงจรเรียงกระแสนี้ ก็จะจ่ายไฟตรงที่มีขั้วไฟถูกต้องให้กับโหลดเสมอ

ด้วยเหตุนี้ เราจึงสามารถนำหลักการของวงจรเรียงกระแสไฟแบบบริดจส์มาใช้ได้ โดยนำไดโอดมาต่อเป็นบริดจส์นั่นเอง ตามภาพที่ 2 เป็นวงจรกลับขั้วไฟอัตโนมัติด้วยไดโอดต่อเป็นบริดจส์ ช่วยป้องกันการต่อไฟผิดขั้วได้ดีและสะดวกพอสมควรครับ

 

 

ภาพที่ วงจรกลับขั้วไฟอัตโนมัติด้วยไดโอดบริดจส์

 

ลองทำความเข้าใจการทำงานแบบง่ายๆ ซึ่งแบ่งได้เป็น กรณี ดังนี้

[[**]] กรณีตามภาพที่ 3 (ดูภาพเข้าใจง่ายขึ้นเมื่อเราป้อนไฟเข้าโดยใช้ขั้วบวกต่อด้านบนและขั้วลบต่อด้านล่าง

โดยไฟเข้าขั้วบวก (ต่อไปขอเรียกสั้นๆ ว่า “ไฟบวก”ผ่านมาเจอทางแยกระหว่าง D1 และ D4 แต่ไฟบวกเลือกไหลผ่าน D4 เพียงอย่างเดียว เนื่องจากมันต่อแบบไบแอสตรง คือ ขา ของ D4 ชอบไฟบวก จึงยอมให้ไฟบวกไหลผ่านมันไปยังขั้วบวกของโหลดได้ สำหรับ D3 ไม่มีไฟไหลผ่าน เพราะเป็นการไบแอสกลับครับ

ส่วนไฟเข้าขั้วลบ(ต่อไปขอเรียกสั้นๆ ว่า ไฟลบ”นั้น จะไหลมาเจอทางแยกระหว่าง D2 และ D3 แต่ไฟลบเลือกไหลผ่าน D2 เพียงอย่างเดียวเพราะมันต่อแบบไบแอสตรง คือ ขา ของ D2 ชอบไฟลบ จึงยอมให้ไฟลบไหลผ่านมันมายังขั้วลบของโหลดได้ จึงทำให้โหลดทำงานดี ส่วน D1 ไม่มีไฟไหลผ่าน เพราะเป็นการไบแอสกลับครับ

 

 

ภาพ ป้อนไฟเข้าขั้วบวกด้านบนและขั้วลบด้านล่าง(กรณีแรก)

 

[[**]] กรณีตามภาพที่ 4 เราลองสลับขั้วไฟเข้าใหม่ จากเดิม (กรณีตามภาพที่ 3ขั้วบวกเป็นขั้วลบ และขั้วลบเป็นขั้วบวก

เมื่อไฟลบไหลผ่านมาเจอทางแยกระหว่าง D1 และ D4 แต่ไฟนี้เลือกไหลผ่าน D1 บ้าง โดยไม่สนใจ D4 อีกต่อไป เพราะเป็นการจ่ายไบอัสตรง คือ ขา ของ D1 ชอบไฟลบ จึงยอมให้ไฟลบไหลผ่านไปยังขั้วลบของโหลดได้

สำหรับ D2 ไม่มีไฟไหลผ่าน เพราะเป็นการไบแอสกลับครับ

ส่วนไฟบวกก็ไหลผ่านมาเจอทางแยกระว่างขา D2 และ D3 แต่ไฟบวกเลือกไหลผ่าน D3 บ้าง โดยไม่ไหลผ่าน D2 เลย คงเพราะเป็นการจ่ายไบแอสตรง คือ ขา ของ D3 ชอบไฟบวก จึงยอมให้ไหลผ่านมันมายังขั้วบวกของโหลดได้ตามปกติ ส่วน D4 ไม่มีไฟไหลผ่านเลยเพราะเป็นการไบแอสกลับครับ

 

 

ภาพ ป้อนไฟเข้าขั้วลบด้านบน และขั้วลบด้านล่าง(กรณีสอง)

 

##เข้าใจจุดอ่อน

วิธีการนี้ก็มีจุดอ่อนลักษณะเดียวกับวิธี”ตัวเดียวก็แจ๋วได้” แต่อาจจะมีปัญหามากกว่าเสียด้วยซ้ำ เนื่องจากมีไดโอดมากกว่า แต่ผมคิดว่า คุ้มค่ากับความสะดวกสบายที่เพิ่มขึ้นครับ

เรามาลองดูจุดอ่อนของวิธีการนี้กัน ดังนี้

[[**]] แรงดันลดลง ประมาณ 1.4V เสมอ เมื่อพิจารณาการทำงานของวิธีการนี้ จะเห็นว่า จะมีไฟไหลผ่านไดโอด ครั้งละสองตัว ดังนั้น จึงมีแรงดันสูญเสียไปตกคร่อมไดโอดประมาณ 1.4V ครับ

สมมุติว่า เราใช้ไฟเข้า 12V ก็จะทำให้มีแรงดันจ่ายให้กับโหลดลดลงเหลือ 10.6V ซึ่งผมคิดว่า อาจจะทำให้โหลดทำงานได้ไม่เต็มที่ก็ได้ อย่างไรก็ตาม ในกรณีของโหลดที่ใช้แรงดันกว้างๆ ก็ไม่มีปัญหาครับ สำคัญที่ไฟเข้าต้องมีค่าสูงพอครับ ลองคิดเล่นๆ หากท่านใช้ไฟเข้าเพียง 1.5V มาใช้กับวิธีการนี้ไม่ได้แน่นะครับ

[[**]] กระแสลดงลงเสมอ เนื่องกระแสไหลผ่านไดโอดครั้งละ ตัว จึงมีกระแสลดลงกว่าวิธีการ ”ตัวเดียวก็แจ๋วได้” อย่างไรก็ตามเราสามารถเลือกไดโอดเพื่อลดปัญหานี้ให้น้อยลงได้ ด้วยลักษณะเดิมๆ คือ เลือกไดโอดที่ทนกระแสสูงจะมีค่าความต้านทานแฝงภายในต่ำ ย่อมทำให้กระแสไหลผ่านโหลดสูงขึ้นได้ครับ

 

##การกำจัดจุดอ่อน(เลือกไดโอด)

นอกจากนี้ สำหรับการใช้งานจริงของผมมักใช้ไดโอดบริดส์สำเร็จรูปมากกว่าการใช้ไดโอดจำนวน ตัว มาต่อกันเป็นบริดจส์ เพราะสะดวกและประหยัดดีครับ

ยกตัวอย่างเช่น โหลดต้องการไฟประมาณ 3A 25V ก็ควรใช้ไดโอดที่ทนไฟ 6A 200V ซึ่งไดโอดตัวหนึ่งราคาประมาณ 6บาท  10บาท เมื่อใช้ ตัว ก็จะต้องจ่ายเงินประมาณ 24บาท – 40บาท แต่ถ้าใช้ไดโอดบริดจส์สำเร็จรูปก็จะมีราคาเพียงประมาณ 25บาท และใช้งานได้สะดวกด้วย เพราะขนาดเล็กและมีขาใช้งานยืนออกมาเรียบร้อยดีครับ

ก็นับได้ว่าวิธีการนี้ สะดวกดีไม่น้อย แต่ก็ยังมีจุดอ่อนอีก คือ การสูญเสียของแรงดันและกระแส ซึ่งเราสามารถแก้ไขได้โดยการใช้วิธีการ “ผิดขั้วปุ๊บขาดปั๊บ” ถึงแม้ว่าไม่ใช่วิธีการที่ดีมากแต่ผมเลือกใช้เสมอ เพราะประหยัดและง่ายดีครับ

 

#ผิดขั้วปุ๊บขาดปั๊บ

จากวิธีการแก้ปัญหาต่อไฟผิดขั้วทั้งสองวิธีที่ผ่านมาข้างต้น ประสบปัญหาใหญ่เรื่องการสูญเสียแรงดันและกระแสลง จนอาจจะทำให้โหลดทำงานได้ไม่ดีนัก ผมจึงคิดวิธีการแก้ปัญหานี้ โดยพยายามหลีกเหลี่ยงการต่ออุปกรณ์อนุกรมกับโหลด เพื่อขจัดปัญหาแรงดันและกระแสที่จ่ายให้กับโหลดลดลง แต่ก็ต้องช่วยป้องกันการต่อไฟเข้าผิดขั้วได้ดีด้วย

##แนวคิดพื้นฐานเพื่อความลงตัว

เมื่อลองพิจารณาอุปกรณ์ใกล้ๆ ตัว พบว่า ฟิวส์ น่าสนใจดี เพราะเป็นอุปกรณ์ที่แทบจะไม่มีค่าความต้านทานแฝงภายในเลย จึงทำให้เมื่อมีไฟไหลผ่านมันก็ไม่เกิดการสูญเสียไฟใดๆครับ และตามปกติเราใช้มันป้องกันไฟไหลผ่านโหลดเกินกำหนดครับ

ผมเกิดแนวคิดใหม่ (วาดฝันไว้คือ การเพิ่มความสามารถให้ฟิวส์ขาดเมื่อต่อไฟเข้าผิดขั้ว แต่งานนี้ใช้ฟิวส์อย่างเดียวย่อมทำไม่ได้แน่ เพราะฟิวส์ไม่ทราบตรวจขั้วไฟฟ้าหรือทิศทางการไหลของกระแสได้ เอ…งานนี้คงต้องขอความช่วยเหลือจากไดโอดอีกครั้ง เพราะไดโอดสามารถกำหนดทิศทางการไหลของกระแสได้

หากคิดเฉพาะส่วนของไดโอดก่อน โดยลองนำขา ของไดโอดต่อกับขาไฟบวกของโหลด และขา ก็ต่อกับขาไฟลบของโหลดด้วย เมื่อเราต่อไฟเข้าผิดขั้ว ทำให้ไฟทั้งหมดไหลผ่านไดโอดแทนโหลด


แม้ว่าวิธีนี้จะช่วยป้องกันโหลดเสียหายในตอนต่อไฟเข้าผิดขั้วได้ แต่วิธีนี้ยังมีจุดอ่อน คือ ไม่มีระบบตัดไฟที่ดี ทำให้เกิดกระแสเกินไหลผ่านไดโอดอย่างรุนแรง อาจจะทำให้ไดโอดเสียหายได้ ปัญหานี้ก็คงเข้าทางฟิวส์แล้ว เพราะฟิวส์ ถนัดด้านการตัดไฟเมื่อไฟเกินอยู่แล้ว 

 

ภาพที่ ต่อไฟผิดขั้วแล้ว ฟิวส์ขาดทันที่

 

ผมจึงลองนำไดโอดกับฟิวส์มาผสมผสานกันได้เป็นวงจรตามภาพที่ 5 จะเห็นว่า หากเราป้อนไฟเข้าเป็นไฟบวกก็จะไหลผ่าน F1 มายังโหลดได้ตามปกติ โดย D1 ยังไม่นำกระแสเลย เพราะเป็นการจ่ายไบแอสกลับ หรือขา ของ D1 ไม่ชอบไฟบวกครับ

พอเปลี่ยนไฟเข้าเป็นไฟลบบ้าง ไฟก็จะไหลผ่าน F1 ได้ แต่ไฟเกือบทั้งหมดไหลผ่าน D1 แทนไหลผ่านโหลด เนื่องจากขา ของ D1 ชอบไฟลบ จึงยอมให้ไฟไหลผ่านตัวมันอย่างเต็มที่ ก็เลยไม่มีไฟเหลือไหลผ่านโหลดได้ ทำให้โหลดไม่เสียหายใดๆ

สิ่งที่ตามมาอีก คือ เมื่อไฟไหลผ่าน F1 และ D1 มากเช่นนี้ ก็จะทำให้ F1 ขาดในทันที ตรงตามที่เราต้องการไว้ คือ ต่อไฟเข้าผิดขั้ว ฟิวส์ต้องขาดทันทีครับ

##เลือกอุปกรณ์ให้เหมาะสม

สำหรับการเลือกใช้ไดโอดในวิธีการนี้ ผมมักใช้ไดโอดเบอร์ที่ทนกระแสได้เท่ากับกระแสที่โหลดใช้งาน เช่น โหลดใช้กระแสประมาณ 1A ก็ควรใช้เบอร์ 1N4007 (ทนกระแส 1A ทนแรงดัน 1000V) เพราะมีกระแสไหลผ่านเพียงชั่วขณะหนึ่งเท่านั้น อย่างไรก็ตามการเลือกไดโอดที่ทนกระแสได้สูงๆก็ยังเป็นสิ่งที่ดี เพราะทนทานดี แต่ก็ควรคำนึงถึงรูปร่างและราคาที่เหมาะสมด้วยครับ

ส่วนฟิวส์นั้น ก็เลือกตามปกติที่ใช้งานทั่วไปได้เลยครับ เช่น โหลดใช้กระแสสูงสุด 1A ก็ใช้ฟิวส์ขนาด 1A ครับ

วิธีการนี้ผมชอบใช้ เพราะประหยัดอุปกรณ์และง่ายดีครับ ที่สำคัญไม่มีไฟสูญเสียเหมือนวิธีการใช้ไดโอดต่ออนุกรมกับโหลด นอกจากนี้ ยังใช้ฟิวส์ป้องกันไฟเกินได้ดีด้วย(คุ้มจริงๆอย่างไรก็ตามวิธีการนี้ยังมีจุดอ่อน ซึ่งสามารถกำจัดจุดอ่อนได้ไม่ยากด้วยวิธีการต่อไปครับ

 

#ผิดขั้วปุ๊บตัดไฟปั๊บ

แม้ว่าวิธีการ “ผิดขั้วปุ๊บขาดปั๊บ” จะสามารถป้องกันการต่อไฟผิดขั้วได้ดีแล้วก็ตาม แต่ยังมีจุดอ่อน คือ หากฟิวส์ขาดบ่อยครั้งก็จะสิ้นเปลืองและยุ่งยากกับการเปลี่ยนฟิวส์ครับ

##ตัดไฟแต่ต้นลมด้วยรีเลย์

ผมจึงคิดหาวิธีกำจัดจุดอ่อนนี้ โดยต้องการให้ในตอนที่ป้อนไฟเข้าถูกขั้วก็จะมีไฟไหลผ่านโหลดได้ตามปกติ แต่พอต่อไฟเข้าผิดขั้วก็จะต้องตัดไฟออกจากโหลดทันที(โดยไม่ต้องเปลี่ยนฟิวส์อีกแล้วทำให้โหลดไม่เสียหายเช่นเดิม

ท่านคงคิดเหมือนผมว่า แล้วจะใช้อะไรตัดไฟได้เหมาะสมล่ะเอ…จะใช้สวิตช์ธรรมดาก็คงไม่ดีแน่ ต้องคอยเปิดปิด ไม่อัตโนมัติพอ ก็คงหนีไม่พ้น รีเลย์ เจ้าเก่าของเรานี่แหละครับ เพราะใช้งานง่ายและราคาไม่แพงจนเกินไป

สำหรับการใช้งานนั้น ผมคิดไว้ว่าจะต่อขาหน้าสัมผัสสวิตช์ภายในรีเลย์ไว้ระหว่างไฟเข้ากับโหลด เพื่อใช้เป็นอุปกรณ์ซึ่งปกติทำหน้าที่ต่อไฟและพอผิดปกติหรือในกรณีต่อไฟเข้าผิดขั้วมาก็จะทำหน้าที่ตัดไฟออกจากโหลดได้ ผมจึงเลือกรีเลย์แบบ คอนแท็ก ซึ่งเป็นแบบที่ผมชอบใช้มากครับ

ต่อไปเรามาลองต่อไดโอดเพื่อใช้ขับขดลวดภายในรีเลย์กัน ผมคิดเทียบกับวิธีการ “ผิดขั้วปุ๊บขาดปั๊บ” โดยนำขดลวดภายในรีเลย์มาต่ออนุกรมกับไดโอด เมื่อเราป้อนไฟเข้าผิดขั้วก็จะมีไฟไหลผ่าน D1 เข้าสู่ขดลวดภายในรีเลย์ได้ ทำให้หน้าสัมผัสสวิตช์

จากแนวคิดการใช้รีเลย์มาช่วยตัดไฟอัตโนมัติในตอนต่อไฟเข้าผิดขั้วนั้น ก็ได้ทดลองจนใช้งานได้ผลดี ซึ่งมีแบบวงจรตามภาพที่ 6 ครับ

 

ภาพ วิธีป้องกันต่อไฟผิดขั้วแบบ ผิดขั้วปุ๊บตัดไฟปั๊บ

 

##การเลือกอุปกรณ์

เราสามารถเลือกอุปกรณ์ได้ไม่ยากนัก ดังนี้

[[**]] C1 ปกติผมเลือกไดโอดเบอร์ 1N4007 เพราะไม่จำเป็นต้องทนไฟสูงนัก เพียงจ่ายไฟให้ขดลวดภายในรีเลย์ได้ก็พอแล้วครับ

[[**]] RY1 ส่วนรีเลย์นั้น ประเด็นสำคัญ คือ ขดลวดภายในรีเลย์นี่แหละครับ ควรเลือกให้ตรงกับระดับแรงดันของไฟเข้า เช่น เราใช้ไฟเข้าประมาณ 12V ก็ใช้รีเลย์ 12V เป็นต้น แต่ถ้าใช้ไฟเข้าประมาณ 24V แต่เรามีรีเลย์ขนาด 12V เท่านั้น ก็ใช้วิธีต่อตัวต้านทานอุปกรณ์เข้าไปตามภาพที่ 7 ครับ ลองคำนวณค่าดูเล่นๆ ก็ได้

R1 = 24V – 12V / 40mA

300 ohms ผมเลือกใช้ค่า 270 ohms 0.5แทนครับ


วิธีการนี้ ถือว่าเป็นการป้องกันต่อไฟผิดขั้วที่ดีวิธีหนึ่ง ใช้อุปกรณ์เพียงไดโอด และรีเลย์ ก็ช่วยให้ท่านสะดวกขึ้น กำจัดจุดอ่อนได้นะครับ

ภาพ 7เพิ่ม R1 ช่วยให้รีเลย์แรงดันต่ำมาใช้กับไฟเข้าแรงดันสูงได้

 

##คิดเล่นๆ

หากเรามีรีเลย์ที่ไม่มีขา NC ล่ะ หรือเป็นรีเลย์ที่มีชุดหน้าสัมผัสสวิตช์ภายในรีเลย์แบบทางเดียว ควรทำอย่างไรดีผมลองคิดเล่นๆ ดู ก็พอจะดัดแปลงได้นะครับ ตามภาพที่ 8 จะเห็นว่า ในตอนเราป้อนไฟเข้าเป็นไฟบวก จึงทำให้ D1 ได้รับการจ่ายไบแอสตรง หรือ ขา ของ D1 ชอบไฟบวก จึงยอมให้ไฟเข้าไหลผ่าน D1 มายังขดลวดของรีเลย์ได้ จึงเป็นผลให้ไฟเข้าไหลผ่านหน้าสัมผัสสวิตช์ภายในรีเลย์ระหว่างขา NO และ เข้าสู่โหลดได้ตามปกติครับ แต่ในทางกลับกันหากป้อนไฟเข้าเป็นไฟลบหรือขั้วไฟไม่ตรงกับโหลด ก็จะทำให้ D1 ไม่ชอบจึงไม่ยอมให้ไฟไหลผ่านตัวมันไปได้ รีเลย์จึงไม่ทำงาน และโหลดก็จะไม่เสียหายใดๆ


อย่างไรก็ตามวิธีนี้ ย่อมจุดอ่อนอย่างหนึ่ง ท่านสังเกตุไหมว่า ตอนที่เราป้อนไฟเข้าถูกขั้วนั้น ก็จะทำให้รีเลย์ทำงาน ซึ่งหมายความว่า มีกระแสประมาณ 40mA หรือสูงกว่า ไหลผ่านขดลวดรีเลย์ด้วย จึงนับได้ว่าเป็นการเพิ่มกระแสให้กับแหล่งจ่ายไฟหรือไฟเข้าอีกนิดหนึ่งครับ

ภาพที่ เทคนิดป้องกันต่อไฟผิดขั้วด้วยรีเลย์อีกแบบหนึ่งครับ

นอกจากนี้วิธีการนี้ ยังไม่จบหรือไม่ดีพอ ยังสามารถพัฒนาต่อได้อีก อ่านต่อในวิธีการถัดไปครับ

 

#กลับขั้วอัตโนมัติรุ่นปรับปรุง

แม้ว่าวิธีการผิดขั้วปุ๊บตัดปั๊บจะช่วยป้องกันการต่อไฟผิดขั้วได้ดี คือ ต่อไฟผิดขั้วแล้วระบบก็ตัดไฟอัตโมัติแล้วก็ตาม แต่เมื่อเราต่อไฟเข้าผิดขั้วก็อาจจะสับสนหรือยุ่งยากกับการกลับขั้วใหม่อีก คงดีไม่น้อยหากมีวิธีการกลับขั้วไฟอัตโนมัติ ทำนองเดียวกับวิธีการ “กลับขั้วอัตโนมัติด้วยไดโอดต่อเป็นบริดจส์” แต่ต้องไม่ไฟสูญเสียใดๆ

##เพิ่มรีเลย์อีกตัว

ก็คงคิดต่อไม่ยากนัก ผมคิดไว้ว่าจะใช้วิธีการ”ผิดขั้วปุ๊บตัดไฟปั๊บ” มาดัดแปลงเพิ่มเติม วิธีง่ายที่สุด คือ การเพิ่มรีเลย์อีกตัวหนึ่ง เพื่อสามารถใช้ขาหน้าสัมผัสสวิตช์ของรีเลย์มาต่อเป็นลักษณะสวิตช์กลับขั้วไฟได้

 

ภาพที่ วิธีกลับขั้วอัตโนมัติรุ่นปรับปรุง

 

ในที่สุด ก็ทดลองวิธีการ”กลับขั้วอัตโนมัติรุ่นปรับปรุง” ได้อย่างได้ผลดี ตามภาพที่ 9 ครับ

เมื่อเราป้อนไฟเข้าโดยใช้ไฟบวกไว้ด้านบน(ดูภาพที่ 9 ประกอบไฟบวกไหลผ่านขาสวิตช์ภายในรีเลย์ของ RY1 จากขา NC สู่ขา เข้าสู่ขาบวกของโหลดได้ ส่วนไฟลบ(ด้านล่าง)ก็จะไหลผ่านขาสวิตช์ภายในรีเลย์ของ RY2 ระหว่างขา และ NC เข้าสู่ขาลบของโหลดได้ จึงทำให้โหลดทำงานได้อย่างปกติดี

แต่พอกลับขั้วไฟเข้าเป็นไฟลบปุ๊บ ทำให้ขา ของ D1 ชอบก็เลยยอมให้ไฟเข้าไหลผ่านตัวมันเข้าสู่ขดลวดของรีเลย์ทั้ง RY1 และ RY2 ทำให้หน้าสัมผัสสวิตช์ภายในรีเลย์ระหว่างขา และ NO สัมผัสกัน จึงส่งผลให้ไฟลบจากขาไฟเข้าไหลผ่านระหว่างขา NO และ ของ RY2 มายังขาลบของโหลดได้ ส่วนไฟบวก(ตอนนี้อยู่ด้านล่าง)ก็จะไหลผ่านขา NO และ ของ RY1 มายังขาบวกของโหลดได้เช่นเดิม ก็ย่อมทำให้โหลดทำงานได้ตามปกติครับ

##จุดอ่อนที่พอรับได้

แม้ว่าวิธีการนี้จะได้ดีผลดีอัตโนมัติแล้วก็ตาม ก็เห็นจุดอ่อนอย่างหนึ่ง คือ ในตอนที่เราต้องไฟผิดขั้วนั้น ก็จะมีกระแสส่วนหนึ่งไหลผ่านขดลวดรีเลย์ทั้งสองตัวด้วย ย่อมทำให้ใช้กระแสเพิ่มขึ้น เช่น ในกรณีรีเลย์ขนาด 12V ปกติใช้กระแสตัวละประมาณ 40mA หรือประมาณ ตัวละ 80mA เลยทีเดียว

อย่างไรก็ตาม หากท่านใช้วงจรโหลดที่กินไฟสูงมาก เช่น 2A ขึ้นไป กระแสที่ไหลผ่านขดลวดภายในรีเลย์แค่นี้ ถือน้อยมาก แต่สำหรับความเห็นของผม ควรระบุขั้วให้ผู้ใช้งานทราบ เพื่อลดปัญหาในเรื่องนี้ก็ดีครับ แม้ว่าจะมีการป้องกันต่อไฟผิดแบบกลับขั้วไฟอัตโนมัติแล้วก็ตาม ทำนองว่า ประหยัดไว้ก่อนก็ดี จริงไหมครับ

นอกจากนี้ ผมไม่ค่อยชอบใช้วิธีการนี้ เพราะใช้งบประมาณสูงกว่าวิธีอื่นๆ ประมาณ 50 บาทเลยทีเดียว เมื่อเทียบกับวิธีการ ผิดขั้วปุ๊บขาดปั๊บ ใช้งบประมาณแค่ บาทเท่านั้นครับ

ทั้งหมดนี้เป็นวิธีป้องกันการต่อไฟผิดขั้ว ซึ่งผมคิดว่า คงเป็นแนวคิดแก่ท่านเพื่อนำไปใช้ป้องกันการต่อไฟเข้าผิดขั้วได้ ด้วยความหวังดี ไม่ยากเห็นท่านประสบปัญหาอย่างผม ขอให้สนุกที่ได้คิดเล่นอิเล็กทรอนิกส์นะครับ

วงจรขับรีเลย์ด้วยทรานซิสเตอร์

December 5th, 2015
ผมขอแนะนำวงจรขับรีเลย์ด้วยทรานซิสเตอร์ที่ผมมักเลือกใช้งานบ่อยๆ ประหนึ่งสูตรสำเร็จก็ว่าได้ เมื่อต้องการงานลักษณะนี้ ก็สามารถเลือกวงจรเหล่านี้มาใช้ได้เลย เปลี่ยนค่าอุปกรณ์ ทดแทนกันได้หมด หากจะแกะของเก่ามาใช้ใหม่ก็ไม่ผิดกติกาใดๆ ครับ

เด่นด้านควบคุม
ผมเชื่อว่า หลายท่านคงเคยใช้ทรานซิสเตอร์และพอจะทราบถึงคุณสมบัติของทรานซิสเตอร์มากันบ้างแล้ว โดยเรามักนำมาใช้ในการควบคุมต่างๆ พอจะสรุปลักษณะเด่นได้ดังนี้
[[**]] ใช้ไฟเพียงน้อยๆ กระตุ้นทางขา B ของทรานซิสเตอร์ ควบคุมกำลังไฟฟ้ามากๆ ให้ไหลผ่านขา C – E ของมัน มายังโหลดได้ดี
[[**]] ควบคุมการเปิด-ปิดไฟให้โหลดทำได้รวดเร็วมาก เพราะไม่ส่วนที่เป็นกลไกเหมือนสวิตช์ทั่วไปครับ
ด้วยเหตุนี้เอง จึงนิยมใช้เป็นวงจรสัญญาณทั้งไฟกระแสตรงและกระแสสลับ (โดยเฉพาะวงจรขยายเสียง)นอกจากนี้ผมยังชอบใช้เป็นสวิตช์อิเล็กทรอนิกส์ด้วยครับ

#พื้นฐานของการต่อทรานซิสเตอร์
ทรานซิสเตอร์ คือ สวิตช์อิเล็กทรอนิกส์ที่ดี โดยเราควรทำความเข้าใจการต่อทรานซิสเตอร์อย่างพื้นฐานก่อน โดยทรานซิสเตอร์มี 2 ชนิด คือ ชนิด NPN และ ชนิด PNP ซึ่งมีต่อในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ทั่วไปต่างกันด้วย
เราลองมาดูโครงสร้างแบบง่ายๆ ของการต่อทรานซิสเตอร์ชนิด NPN (ต่อไปเรียกสั้นๆ ว่า “ทรานซิสเตอร์ NPN”) กัน ตามภาพที่ 1 โดยระหว่างขา C-E ของทรานซิสเตอร์อาจจะเปรียบได้กับขาของสวิตช์ก็ได้ครับ ในกรณีสวิตช์นั้น เราควบคุมการเปิด-ปิดไฟไปยังโหลดด้วยการกดที่ปุ่มสวิตช์ แต่สำหรับทรานซิสเตอร์เราใช้ไฟค่าน้อยๆ (B2)กระตุ้นที่ขา B ก็ทำให้ระหว่างขา C-E ของทรานซิสเตอร์เปรียบเป็นสวิตช์ต่อไฟจากแหล่งจ่ายไฟ B1 จึงไหลผ่านโหลดได้ครับ
โดยขาต่างๆของทรานซิสเตอร์ต้องได้รับการจ่ายไฟที่เหมาะสม ดังนี้
[[**]] ไฟกระตุ้นขา B ต้องมีค่าเป็นไฟบวก เมื่อเทียบกับขา E เสมอ และมีค่าแรงดันสูงกว่า 0.7Vด้วย จึงจะสามารถควบคุมให้ทรานซิสเตอร์ทำงานได้
[[**]] ขา C ต้องรับไฟบวก และขา E ต้องจ่ายไฟลบเสมอครับ หากป้อนไฟผิดขั้วทรานซิสเตอร์ก็จะไม่ทำงานครับ
ภาพ 1 โครงสร้างการทำงานของทรานซิสเตอร์ NPN
[[**]] จะเห็นว่า ขา E ต่อกับไฟลบเสมอ เมื่อดูวงจรอิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่จะใช้ขากราวด์เป็นไฟลบด้วย จึงทำให้ทรานซิสเตอร์ชนิด NPN เป็นที่นิยมใช้งานกันมากครับ

ภาพที่ โครงสร้างการทำงานของทรานซิสเตอร์ PNP
 อย่างไรก็ตาม บางครั้งเราจำเป็นต้องใช้งานทรานซิสเตอร์ PNP บ้าง ตามภาพที่ 2 เป็นโครงสร้างการทำงานของทรานซิสเตอร์ PNP เปรียบเทียบกับทรานซิสเตอร์ NPN แล้ว จะป้อนขั้วไฟให้กับทรานซิสเตอร์กลับกัน แต่ยังสามารถควบคุมไฟให้กับโหลดได้ดีครับ
เพื่อไม่เป็นการเอาเปรียบกันเรามาดูไฟที่ขาต่างๆของทรานซิสเตอร์ PNP บ้าง มีรายละเอียดดังนี้
[[**]] ไฟกระตุ้นทางขา B ของทรานซิสเตอร์ ต้องเป็นไฟลบเมื่อเทียบกับขา E ต้องเป็นไฟบวกเสมอ และต้องมีค่าแรงดันสูงกว่า 0.7V จึงจะสามารถควบคุมให้ทรานซิสเตอร์ทำงานได้ครับ
[[**]] ตรงขา C ของทรานซิสเตอร์ ต้องป้อนไฟลบและขา E ต้องจ่ายไฟบวกเสมอ(กลับกับทรานซิสเตอร์ NPN อย่าเพิ่งงงนะครับ)
[[**]] เมื่อดูที่ขา E ของทรานซิสเตอร์ PNP ต้องจ่ายไฟบวกเสมอ หรือเทียบเป็นขากราวด์ แต่ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่ๆ จะไม่ค่อยป้อนไฟบวกที่ขากราวด์ จึงทำให้ทรานซิสเตอร์ชนิดนี้ถูกนำมาใช้งานน้อยกว่าทรานซิสเตอร์ NPN ครับ
ด้วยเหตุนี้เอง เมื่อเปรียบเทียบกันในคุณสมบัติทางไฟฟ้าและรูปร่างที่เหมือนกัน พบว่าทรานซิสเตอร์ NPN หาง่าย ราคาถูกกว่าทรานซิสเตอร์ PNP ด้วยครับ#วงจรขับรีเลย์ด้วยทรานซิสเตอร์
ผมมักเลือกใช้รีเลย์เสมอ เมื่อต้องควบคุมไฟบ้านด้วยวงจรอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ คงไม่ต้องบอกอะไรมาก รีเลย์ คือ สวิตช์อีกแบบหนึ่ง โดยควบคุมการเปิด/ปิดด้วยไฟฟ้าแทนการกดที่ปุ่มเหมือนสวิตช์ทั่วไป


หากวงจรอิเล็กทรอนิกส์นั้นจ่ายกระแสได้เกิน 0.1A ก็สามารถขับขดลวดภายในรีเลย์(ต่อไปขอเรียกสั้นลงว่า “ขดลวดรีเลย์”) ได้ตามปกติ หน้าสัมผัสสวิตช์ภายในรีเลย์ก็จะทำงานตามที่เราต้องการ  แต่ส่วนใหญ่แล้ววงจรอิเล็กทรอนิกส์จะจ่ายกระแสออกมาได้น้อยนิด จึงไม่สามารถขับขดลวดรีเลย์ได้  งานนี้ต้องหาผู้ช่วยคนเก่ง  แน่นอนท่านคงอมยิ้มและทราบคำตอบในใจแล้ว นั่นก็คงใช้ทรานซิสเตอร์ขยายกระแสดีกว่า ทั้งง่ายและสะดวกดี
##บ่อยครั้งที่ขับรีเลย์ด้วยทรานซิสเตอร์ NPNในภาพที่ 3 เป็นวงจรขับรีเลย์ด้วยทรานซิสเตอร์ NPN  ผมมักเลือกใช้วงจรนี้เสมอ จนกลายเป็นสูตรสำเร็จก็ว่าได้

ภาพ 3 วงจรขับรีเลย์ด้วยทรานซิสเตอร์ที่ใช้บ่อยมา

เมื่อใช้ไฟเลี้ยงประมาณ 12V จึงใช้รีเลย์ขนาด 12V วงจรอิเล็กทรอนิกส์จ่ายแรงดันออกมาประมาณ 8V(หรือใกล้เคียง) ส่วนกระแสที่จ่ายออกมาน้อยมากไม่เกิน 0.02A หากเป็นแบบนี้ย่อมขับขดลวดรีเลย์ไม่ได้แน่ จึงเพิ่มทรานซิสเตอร์ Q1 เบอร์ BC549 เพื่อช่วยขยายกระแสให้สูงขึ้นจนขับขดลวดรีเลย์ได้ครับ

ส่วน R1 ก็ทำหน้าที่ลดไฟจากขาออกของวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ให้เหลือประมาณ 0.7V เพียงพอที่ทรานซิสเตอร์จะทำงานได้ปกติดีครับ

ทำไมต้องใส่ D1 ด้วย   
สำหรับ D1 นั้นผมใส่ไว้เพื่อป้องกันไฟย้อนกลับจากขดลวดรีเลย์ไหลมาทำอันตรายกับวงจรต่างๆได้ ท่านเคยคิดเหมือนผมไหม? หากเราไม่ใส่ D1 ล่ะจะเกิดอะไรขึ้นบ้าง?

ผมคิดว่า ตอนแรกที่ไฟป้อนเข้าขดลวดรีเลย์ หรือในตอนที่ Q1 ทำงานนั้น คงไม่มีปัญหาอะไร แต่พอ Q1 หยุดทำงาน สนามแม่เหล็กไฟฟ้าภายในขดลวดรีเลย์ที่เคยพองออกจะยุบตัวลงทันทีและตัดขดลวดรีเลย์อีกครั้ง

ซึ่งท่านที่เคยเรียนวิชาวิทยาศาสตร์ก็พอจะทราบมาบ้างว่า เมื่อใดที่สนามแม่เหล็กตัดกับขดลวด ย่อมเกิดพลังไฟฟ้าในขดลวดนั้น

ในกรณีนี้ก็เช่นกันเกิดแรงดันที่ขดลวดรีเลย์อย่างเร็ว โดยมีทิศทางการไหลย้อนกลับหรือเป็นไฟลบ ท่านลองคิดดูหากเราต่อไฟผิดขั้วหรือกลับขั้วไฟให้กับวงจรอิเล็กทรอนิกส์ทั่วไป ย่อมอาจจะเกิดความเสียหายกับวงจรนั้นๆ ได้ เมื่อเราใส่ D1 จึงทำให้ไฟลบนี้ไหลผ่านมันแทน วงจรต่างๆ จึงปลอดภัยขึ้นครับใช้อุปกรณ์ได้ยืดหยุ่นอันที่จริงอุปกรณ์ทั้งหมดนี้ สามารถเลือกใช้ได้อย่างยืดหยุ่นมาก หากท่านมีอุปกรณ์เก่าๆ แล้วแทบจะไม่ต้องซื้ออะไรเพิ่มเลยครับ ลองดูรายละเอียดดังนี้

[[**]] Q1 ขอให้เป็นทรานซิสเตอร์ NPN  เบอร์ไหนก็ได้ ที่ทนแรงดันได้ประมาณ 15V ทนกระแสได้ 0.2A และมีค่า hFE ประมาณ 50 ก็พอ เช่น เบอร์ C828 ,C1815 , C945 และอื่นๆ แต่ก็ควรตรวจขาใช้งานก่อนใช้ด้วยนะครับ

[[**]] R1 ผมเคยทดลองใช้ได้ผลหลายๆ ค่า ตั้งแต่ 3.3K , 3.9K ,4.7K ,5.6K , 6.8K , 8.2K และ 10K  การใช้ตัวต้านทานค่าต่ำๆ ย่อมไม่เป็นผลดีกับวงจรอิเล็กทรอนิกส์ แต่การใช้ค่าความต้านทานสูงเกินไปก็อาจจะลดไฟมากไปจนทำให้ Q1 ที่มีอัตราขยายไม่สูงพอ อาจจะทำงานผิดพลาดขับขดลวดรีเลย์ไม่ดีพอครับ


[[**]] D1 ปกติเราเลือกใช้ได้หลายเบอร์มาก ขอให้เป็นไดโอดชนิดซิลิกอนก็พอ บางครั้งผมยังเคยใช้ไดโอดเบอร์ 1N4148 (ทนไฟประมาณ 0.2A 100V) มาใช้งานแก้ขัดได้เลยครับ แต่ก็ควรเลือกเบอร์ที่ทนกระแสขั้นต่ำ 1A จะเหมาะสมกว่า  ในบางครั้งที่ท่านแกะจากของเก่าๆ อาจจะสังเกตุที่รูปร่างตัวสีดำคล้ายกับเบอร์ 1N4007 ก็ได้ครับเกิดอะไรเมื่อเปลี่ยนตำแหน่งรีเลย์    เคยมีผู้อ่านท่านหนึ่งสอบถามเกี่ยวกับการต่อทรานซิสเตอร์แบบต่างๆ ผมคิดว่า เกิดประโยชน์จึงลองทำความเข้าใจการต่อทรานซิสเตอร์แบบต่างๆ บ้าง และนำมากล่าวถึงในบทความนี้ด้วยดีกว่า (หวังว่าผู้อ่านท่านนั้นคงได้อ่านนะครับ)
ผมลองย้ายตำแหน่งขาขดลวดรีเลย์มาที่ระหว่างขา E และ ขากราวด์ เพื่อเป็นการศึกษาการต่อทรานซิสเตอร์อีกแบบหนึ่ง ตามภาพที่ 4 โดยทั่วไปเรามักคิดว่า เมื่อทรานซิสเตอร์ทำงานแล้ว ระหว่างขา C-E จะเปรียบเป็นสวิตช์ต่อ(หน้าสัมผัสสวิตช์ต่อกัน) หากนำวัดแรงดันที่ขา C และ ขา E ควรมีค่าเท่ากัน

ภาพ 4 ลองย้ายตำแหน่งรีเลย์

แต่จากที่ผมลองวัดแรงดันกลับไม่เป็นอย่างนั้น คือ แรงดันที่ขา C มีค่าเท่ากับ 12V (จุดเดียวกับไฟเลี้ยง) ส่วนแรงดันที่ขา  E กลับมีค่าประมาณ 8V อย่างไรก็ตามรีเลย์ยังทำงานได้ แต่ก็ได้ยินเสียงรีเลย์ดังเบาลง ผมคิดว่า หน้าสัมผัสรีเลย์คงแตะกันไม่เต็มที่นัก
ทำไมเป็นแบบนั้น? หากท่านเคยสร้างวงจรจ่ายไฟมาก่อน คงนึกถึงวงจรจ่ายไฟตรงคงที่ด้วยทรานซิสเตอร์และซีเนอร์ไดโอด เราลองจัดวงจรใหม่ดู ตามภาพที่ 5 ผมสมมุติวงจรอิเล็กทรอนิกส์เป็นซีเนอร์ไดโอดที่จ่ายแรงดันคงที่ 8V เมื่อผ่านทรานซิสเตอร์ จากขา B ไปขา E ก็จะมีแรงดันที่ขา E เท่ากับแรงดันคงที่นั้น คือประมาณ 7.3V เท่านั้น เพราะมีแรงดันส่วนหนึ่งตกคร่อมระหว่างขา B – E ของทรานซิสเตอร์ด้วยครับ


ภาพ 5 วงจรทรานซิสเตอร์แบบนี้คล้ายวงจรจ่ายไฟตรงคงที่

ดังนั้น การจัดวงจรทรานซิสเตอร์แบบนี้ ทำให้แรงดันเข้าขา B เท่ากับแรงดันออกที่ขา E เสมอ (คิดแบบหยาบๆ โดยไม่คิดแรงดันตกคร่อมขา B-E ด้วย) แต่สามารถขยายกระแสให้สูงขึ้นมากครับ
ด้วยเหตุนี้เอง การจัดวงจรทรานซิสเตอร์แบบนี้ จึงไม่เหมาะสำหรับการใช้ขับรีเลย์ ผมจึงเลือกต่อวงจรทรานซิสเตอร์แบบแรกเพื่อความแน่นอนครับ

วงจรกลับสถานะทางไฟฟ้า
ในบางครั้ง เราจำเป็นต้องกลับสถานะทางไฟฟ้าจากระดับแรงดันสูงให้กลายเป็นระดับแรงดันต่ำ และจากระดับแรงดันต่ำให้กลายเป็นระดับแรงดันสูง เพื่อนำไปประยุกต์ใช้งานต่างๆ เช่น สวิตช์แสง ระบบควบคุมต่างๆ และอื่นๆ นอกจากเราจะเลือกใช้ไอซีประเภทดิจิตอลมาใช้งานแล้ว เรายังสามารถใช้ทรานซิสเตอร์ได้อีกด้วย  แม้ว่าจะไม่ดีเต็มร้อย แต่ก็มีจุดเด่นที่ใช้ง่าย สะดวก และประหยัดครับ

 นำทรานซิสเตอร์ NPN มาใช้กลับสถานะไฟได้ง่ายดี
จากวงจรขับรีเลย์แบบพื้นฐานด้วยทรานซิสเตอร์ NPN  เมื่อลองวัดแรงดันที่ขา C ในตอนทรานซิสเตอร์นำกระแสจะไม่มีแรงดันเลย แต่พอทรานซิสเตอร์หยุดนำกระแสกลับมีแรงดันที่ขา C สูงขึ้นเกือบเท่าไฟเลี้ยง

ก็แสดงว่าการต่อวงจรทรานซิสเตอร์แบบนี้ สามารถกลับสถานะไฟได้ คือ เมื่อไฟเข้ามีสถานะเป็น “1” ก็จะมีไฟออกสถานะเป็น “0” และจากไฟเข้ามีสถานะเป็น “0” ก็จะมีไฟออกสถานะเป็น “1” ตรงตามต้องการนะครับ

ผมลองจัดวงจรใหม่ ได้ตามภาพที่ 6 โดยเปลี่ยนจากรีเลย์เป็น R2 สำหรับการทำงานก็มีลักษณะเช่นเดิม เมื่อเราป้อนไฟสูงที่ขาเข้า ไฟสูงก็จะไหลผ่าน R1 ทำให้ Q1 นำกระแส ระหว่างขา C-E เสมือนสวิตช์ต่อ จึงไม่มีไฟที่ขาออกเลยครับ แต่เมื่อลองป้อนไฟต่ำที่ขาเข้า หรือไม่ป้อนสัญญาณใดๆเลย ก็จะทำให้ Q1 หยุดนำกระแส  ระหว่างขา C-E เปรียบเป็นสวิตช์ปล่อยออก ส่งผลให้ไฟเลี้ยง +12V ไหลผ่าน R2 ลงมาที่ขาออกได้ครับ

จุดเด่นของวงจรนี้ คือ ใช้กลับสถานะไฟได้ทั้งสัญญาณที่เป็นไฟกระแสตรงและกระแสสลับ  นอกจากนี้ยังมีคุณสมบัติเป็นวงจรขยายกระแสอีกด้วย ด้วยเหตุนี้ ผมจึงเลือกใช้วงจรนี้เสมอครับ

ภาพ 6 กลับสถานะไฟด้วยวงจรทรานซิสเตอร์ NPN

นำทรานซิสเตอร์ PNP ใช้เป็นวงจรกลับสถานะไฟได้ด้วย
ในบางครั้ง หากท่านมีทรานซิสเตอร์ PNP เก่าเก็บอยู่มาก นำมาใช้เสียบ้างดีกว่า ในกรณีนี้ เราก็สามารถนำมาใช้กลับสถานะไฟได้ง่ายๆ ด้วยครับ
 
ภาพ 7 วงจรกลับสถานะไฟด้วยทรานซิสเตอร์ PNP

ในภาพที่ 7 เป็นวงจรทรานซิสเตอร์ PNP ที่ใช้ดัดแปลงให้กลับสถานะไฟได้ โดยเมื่อเราป้อนสัญญาณเข้าระดับสูงทำให้ Q1 ไม่นำกระแส จึงไม่มีไฟไหลผ่านขา C-E ของมันได้ ส่งผลให้ไม่มีสัญญาณออกเลย  ในทางกลับกันหากเราป้อนไฟเข้าต่ำๆหรือมีสถานะ “0” จะมีไฟไหลผ่าน R1 มายังขา B ของ Q1 ได้ ทำให้ Q1 นำกระแส จึงมีไฟไหลผ่านขา C-E และ R2 ลงสู่ขากราวด์ เป็นผลให้มีไฟสูงที่ขาออกหรือมีสถานะ “1” ครับ

ข้อสังเกตุของวงจรกลับสถานะไฟด้วยทรานซิสเตอร์ PNP มีดังนี้
[[**]] การที่ไฟไหลผ่านขา C-E ไปยังขาออกนั้น ย่อมมีกระแสมากเพราะผ่านการขยายกระแสด้วย Q1 นับว่าเป็นผลดีนะครับ

[[**]] แต่ก็มีจุดที่ละเลยไม่ได้ คือ ไม่ควรปล่อยขาเข้าปล่อยไว้เฉยๆ ซึ่งตามที่เราเข้าใจกันว่า เมื่อขาเข้าไม่มีไฟก็จะทำให้ขาออกมีไฟสูงหรือสถานะ “1”  แต่ในความจริงขาออกกลับไม่มีไฟเลย เนื่องจาก Q1 ยังไม่นำกระแสนั่นเองครับ  อย่างไรก็ตามในลักษณะการใช้งานจริง เราย่อมไม่ปล่อยขาเข้าปล่อยไว้อยู่แล้ว ต้องต่อกับวงจรอิเล็กทรอนิกส์เสมอ ปัญหานี้จึงหมดไปครับ

[[**]]ใช้กลับสถานะไฟได้ทั้งสัญญาณที่เป็นไฟกระแสตรงและกระแสสลับ  นอกจากนี้ยังมีคุณสมบัติเป็นวงจรขยายกระแสอีกด้วย (คุณสมบัติเหมือนการใช้ทรานซิสเตอร์ NPN มาใช้กลับสถานะไฟนั่นเองครับ)

แรงไม่พอต้องขยาย

ในบางครั้งเราใช้วงจรขับรีเลย์แบบพื้นฐานด้วยทรานซิสเตอร์เพียงตัวเดียวไม่ได้ เนื่องจากกระแสทางขาเข้าน้อยไป เช่น วงจรอิเล็กทรอนิกส์มีจ่ายกระแสได้เพียง 0.00001A เมื่อใช้ทรานซิสเตอร์ที่มีอัตราขยาย 100 ก็จะช่วยขยายกระแสเพิ่มขึ้นเป็น 0.001A ซึ่งน้อยเกินไป ไม่สามารถขับขดลวดรีเลย์ ซึ่งใช้กระแสประมาณ 0.03A จึงต้องคิดหาวิธีเพิ่มกระแสขึ้นอีกครับ

ต่อทรานซิสเตอร์แบบดาร์ลิงตัน
การต่อทรานซิสเตอร์เพื่อช่วยขยายกระแสที่ผมชอบใช้มากที่สุด คือ การต่อทรานซิสเตอร์แบบดาร์ลิงตัน (darlington) โดยนำทรานซิสเตอร์ 2 ตัวมาต่อกันทำให้อัตราขยายทั้งหมดสูงมาก สมมุติว่า ทรานซิสเตอร์ทั้งสองตัวมีอัตราขยายประมาณ 100 จึงมีอัตราขยายรวมกันประมาณ 100×100 = 10,000 เลยทีเดียว

ภาพ 8 ตัวอย่างการต่อทรานซิสเตอร์แบบดาร์ลิงตัน

ในภาพที่ 8 เป็นตัวอย่างการต่อทรานซิสเตอร์แบบดาร์ลิงตัน เพื่อขับรีเลย์ได้ดี โดยมีกระแสด้านขาเข้าต่ำๆ โดยเมื่อวงจรอิเล็กทรอนิกส์จ่ายแรงดันออกมาประมาณ 8V และมีกระแสต่ำๆ เพียง 0.00001A ไฟนี้ก็สามารถไหลผ่าน R1 มายังขา B ของ Q1 ทำให้มันนำกระแส ส่งผลกระแสจากไฟเลี้ยงไหลผ่านขดลวดรีเลย์มายังขา C-E ของ Q1 ส่งต่อมายังขา B ของ Q2 ทำให้มันนำกระแสด้วย รีเลย์จึงทำงานตามต้องการครับ
แต่การต่อทรานซิสเตอร์แบบนี้มีจุดอ่อน คือ เมื่ออัตราขยายสูง ย่อมมีโอกาสถูกรบกวนจากสัญญาณต่างๆได้ง่ายครับ
 

ภาพ 9 การต่อทรานซิสเตอร์แบบดาร์ลิงตันที่ใช้งานจริงได้ดี

จึงควรปรับเปลี่ยนวงจรอีกนิดหน่อย ตามภาพที่ 9 จะลดปัญหาเรื่องสัญญาณรบกวนต่างๆ ได้ดี โดยผมใช้ตัว R2,R3 ใส่ไว้เพื่อลดค่าความต้านทานแฝงภายในขา B-E ของทรานซิสเตอร์ให้ต่ำลง ส่วน D1,D2 ช่วยป้องสัญญาณรบกวนซึ่งส่วนใหญ่เป็นไฟลบได้ และ C1,C2 ช่วยลดสัญญาณรบกวนความถี่สูงๆ ได้ดีครับ

อุปกรณ์เหล่านี้ ผมทดลองหลายครั้งก็ได้ผลดี อาจจะปรับเปลี่ยนค่าได้ตามความเหมาะสมครับ
ข้อสังเกตุของต่อทรานซิสเตอร์แบบดาร์ลิงตันเพื่อขับรีเลย์ มีดังนี้
[[**]] แรงดันขาเข้า ต้องมีค่าเริ่มต้นที่ 1.3V-1.4V (แรงดันตกคร่อมขา B-E ของ Q1,Q2 นั่นเอง) ก่อน จึงจะทำให้วงจรทำงานขับรีเลย์ได้สมใจ
[[**]]ทรานซิสเตอร์ทั้งสองตัวไม่จำเป็นต้องมีอัตราขยายเท่ากัน แต่ Q2 จะมีกระแสไหลผ่านสูงกว่า Q1 เสมอ ดังนั้น ในกรณีที่ท่านใช้กับโหลดที่กินไฟสูงกว่ารีเลย์ ควรเลือก Q2 ที่ทนแรงดันและกระแสได้สูงพอครับ

ต่อทรานซิสเตอร์ PNP เป็นแบบดาร์ลิงตัน
นอกจากเราจะนำทรานซิสเตอร์ NPN มาต่อแบบดาร์ลิงตันแล้ว เรายังสามารถใช้ทรานซิสเตอร์ PNP ได้อีกด้วย ตามภาพที่ 10 จะเห็นว่า ลักษณะอุปกรณ์คล้ายกันมาก ต่างกันที่ขั้วไฟเท่านั้น (จึงขอไม่แนะนำซ้ำอีกครับ)
ภาพ 10 วงจรขับรีเลย์ด้วยทรานซิสเตอร์ PNP ต่อกันแบบดาร์ลิงตัน

โดยรีเลย์จะทำงานก็ต่อเมื่อวงจรอิเล็กทรอนิกส์จ่ายไฟสถานะเป็น “0” หรือไม่มีไฟนั่นเอง แต่พอวงจรอิเล็กทรอนิกส์จ่ายไฟสูงออกมา ทำให้รีเลย์ไม่ทำงาน นับว่า เป็นลักษณะของการกลับสถานะไฟได้อีกด้วยนะครับ แต่วิธีการนี้ผมเลือกใช้น้อยมาก เพราะชอบใช้งานทรานซิสเตอร์ NPN มากกว่าครับ
##ต่อทรานซิสเตอร์ NPN และ PNP ร่วมกัน
นอกจากเราจะใช้ทรานซิสเตอร์ NPN หรือ PNP เพียงอย่างเดียวมาต่อกันแบบดาร์ลิงทัน เพื่อขับขดลวดรีเลย์ได้แล้ว เรายังสามารถใช้ทั้งทรานซิสเตอร์ NPN และ PNP ร่วมกันทำงานเป็นอย่างดีครับ

ภาพ 11 ต่อทรานซิสเตอร์ NPN และ PNP ร่วมกันเพื่อขับรีเลย์ได้

ตามภาพที่ 11 เป็นการนำ Q1(ทรานซิสเตอร์ NPN) และ Q2 (ทรานซิสเตอร์ PNP) มาร่วมกันขยายกระแสเพื่อขับรีเลย์ได้ดี

โดยเมื่อกระแสไหลจากวงจรอิเล็กทรอนิกส์ไหลผ่าน R1 มายังขา B ของQ1 ทำให้ Q1 นำกระแสระหว่างขา C-E ของ Q1 จึงเปรียบเป็นสวิตช์ต่อไฟให้ไหลผ่านจากกราวด์ผ่านขา C-E ของ Q1 และไหลผ่านขา B-E ของ Q2 ได้ เป็นผลให้ Q2 ซึ่งเป็นทรานซิสเตอร์ชนิด PNP นำกระแสด้วย ทำให้ไฟจากขากราวด์ไหลมาผ่านขดลวดรีเลย์และผ่านขา C-E ของ Q2 ได้ดี รีเลย์จึงทำงานได้ตามปกติ

ข้อสังเกตุของวงจรขับรีเลย์ด้วยการต่อทรานซิสเตอร์ NPN และ PNP ร่วมกัน มีดังนี้
[[**]] แรงดันที่ขา B ของ Q1 มีค่าประมาณ 0.7V ก็สามารถทำให้วงจรนี้ทำงานได้แล้ว
[[**]] อัตราขยายทั้งหมดของ Q1,Q2 มีค่าประมาณอัตราขยายของทรานซิสเตอร์แต่ละตัวคูณกัน เช่น หากว่าทรานซิสเตอร์แต่ละตัวมีอัตราขยายประมาณ 100 ก็จะมีอัตราขยายรวมกัน 10,000 เลยทีเดียว

[[**]]ทรานซิสเตอร์ทั้งสองตัวไม่จำเป็นต้องมีอัตราขยายเท่ากัน แต่ Q2 จะมีกระแสไหลผ่านสูงกว่า Q1 เสมอ ดังนั้น ในกรณีที่ท่านใช้กับโหลดที่กินไฟสูงกว่ารีเลย์ ควรเลือก Q2 ที่ทนแรงดันและกระแสได้สูงพอครับ

ทั้งหมดนี้ เป็นการนำทรานซิสเตอร์มาใช้ประกอบเป็นวงจรขับรีเลย์ได้ หวังว่า ท่านคงสามารถนำแนวทางการใช้ทรานซิสเตอร์นี้ไปประยุกต์ใช้ได้อย่างเหมาะสม อิเล็กทรอนิกส์ไม่ใช่เรื่องยากอย่างที่คิดครับ