รูปที่ 2  DIY Battery Operated 220 V LED Lamp

รูปที่ 3  Inverter 12 V DC / 220 V AC ขนาด 150 วัตต์

รูปที่ 4  การใช้ Portable LED Lamp

.................................................................................................................

Section เพิ่มพิเศษ การทำแหล่งจ่ายไฟแสงสว่าง 12 โวลท์ ที่ง่ายที่สุด ไฟแสงสว่างที่ใช้หลอด 12 โวลท์นั้น มีใช้กันมานานสำหรับต่อกับแบตเตอรี่รถยนต์ เพื่องานซ่อมรถ แต่ในปัจจุบันมีหลอดไฟ LED 12 โวลท์ ออกมาขาย มีขนาดตั้งแต่ 5, 7 และ 9 วัตต์ โดยมีขั้วหลอดและสายสำหรับต่อกับขั้วแบตเตอรี่มาให้พร้อม ดังนั้น ผู้ที่ต้องการทำไฟแสงสว่างเป็นไฟสำรองใช้ยามไฟฟ้าดับ หรือให้แสงสว่าง ณ ที่ไม่มีไฟฟ้าหรือใช้เป็นไฟแสงสว่างแบบพกพา ก็สามารถทำได้โดยจะต้องจัดหาแบตเตอรี่แห้ง ขนาด 12 โวลท์ 5 AH หรือ 7.5 AH และเครื่องชาร์จแบตเตอรี่ขนาดเล็ก ด้วย ตามที่แสดงข้างล่างนี้ ซึ่งจะเปิดใช้งานได้นานประมาณ 18 ชั่วโมงต่อการชาร์จหนึ่งครั้ง

ชุดไฟแสงสว่างสำรอง (Portable LED Light) ใช้แบตเตอรี่ 7.6 AH ชุดไฟแสงสว่างสำรอง (Portable LED Light) ใช้แบตเตอรี่ขนาดเล็ก 1.2 AH หลอดไฟ LED 12 โวลท์ สำหรับต่อขั้วแบตเตอรี่                      หลอดไฟ LED 12 โวลท์ 5W ต่อกับแบตเตอรี่่ การชาร์จไฟเข้าแบตเตอรี่

1. Introduction

บทความนี้เสนอการทดลองทำชุดไฟ LED 220 โวลท์แบบพกพา เพื่อใช้เป็นไฟเอนกประสงค์ เช่นไฟสำรอง ไฟสนาม ไฟฉุกเฉิน ไฟฉาย ฯลฯ แบบที่ให้แสงสว่างมากตามขนาดของหลอดไฟที่ใช้ หรือมากกว่าโคมไฟ LED แบบ Portable ที่มีขายทั่วๆไป ทั้งนี้โดยใช้แบตเตอรี่ 3.7 โวลท์ (18650) แบบที่นิยมใช้กับ Power Bank และไฟฉาย โดยนำเอา Inverter ขนาดเล็กมาใช้เพื่อแปลงแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงประมาณ 12 โวลท์ไปเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ 220 โวลท์ จ่ายไฟให้กับหลอดไฟ LED หรืออุปกรณ์อื่นๆได้

2. อุปกรณ์ที่ใช้

อุปกรณ์ที่ใช้ประกอบด้วย

1. แบตเตอรี่ 3.7 โวลท์ (18650) แบบ Rechargeable ขนาดความจุ 2600 mAh ยี่ห้อ SPA จำนวน 3 ก้อน (ต่อแบบอนุกรมได้แรงดันไฟฟ้า 3 x 3.7 = 11.1 โวลท์) และ แบตเตอรี่ 3.7 โวลท์ Panasonic 18650B ความจุ 3400 mAh จำนวน 3 ก้อน เพื่อการเปรียบเทียบ
2. รางใส่แบตเตอรี่
3. Inverter 150 วัตต์ ไฟเข้า 12 V DC ไฟออก 220 V AC แบบที่ปกติใช้เสียบกับที่จุดบุหรี่ในรถยนต์ ซึ่งมีขนาดเล็กและประหยัดการใช้ไฟจากแหล่ง DC คือแบตเตอรี่

รูปที่ 5  Power Inverter 150 W

4. สวิตช์ไฟ
5. ขั้วเสียบหลอดไฟ
6. หลอดไฟ LED 220 V
7. แท่นไม้ (ไม้เขียง)

3. การต่อวงจรและการวิเคราะห์

รูปที่ 6 แสดงการต่อวงจรไฟฟ้าเพื่อแปลงไฟฟ้ากระแสตรง ที่ใช้แบตเตอรี่ 3.7 โวลท์ 3 ก้อน ต่ออนุกรมกัน ได้แรงดันไฟฟ้าประมาณ 11.1 โวลท์ แล้วใช้ Inverter แปลงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ 220 โวลท์

รูปที่ 6  การต่อวงจรและการวัดค่ากระแสและแรงดันไฟฟ้า

การวิเคราะห์ Power Loss ใน Inverter และประสิทธิภาพการใช้งาน ต่อวงจรไฟฟ้าตามรูปที่ 6 โดยใช้แบตเตอรี่ Panasonic 18605B จำนวน 3 ก้อน ใช้เครื่องวัดกระแสและแรงดันไฟฟ้า V1, A1 และ V2 พบว่าเมื่อเปิดไฟเข้าตัว Inverter แต่ไม่ต่อหลอดไฟ คือไม่มี Load จะมีการจ่ายไฟฟ้าออกไปให้ Inverter ประมาณ 2.0 - 2.1 วัตต์ เมื่อต่อหลอดไฟ LED เข้าทางด้านไฟฟ้า 220V AC ได้ผลดังนี้ ก) ใช้หลอดไฟ ขนาด 4 วัตต์ มีการจ่ายไฟฟ้าออกจากแบตเตอรี่ 6.584 วัตต์ ดังนั้น ประสิทธิภาพด้านการใช้พลังงาน = (4/6.584)100 = 60.75 % ข) ใช้หลอดไฟ ขนาด 6 วัตต์ มีการจ่ายไฟฟ้าออกจากแบตเตอรี่ 7.784 วัตต์ ดังนั้น ประสิทธิภาพด้านการใช้พลังงาน = (6/7.784)100 = 77.08 %

4. ผลการทดลองใช้งานทั่วไป ( แบบ Inverter 220V)

การทดลองที่ 1 : ใช้แบตเตอรี่ SPA ขนาด 2600 mAh 3 ก้อน ชาร์จไฟจนเต็ม และต่อหลอดไฟ LED ขนาด 6 วัตต์ เปิดไฟทิ้งไว้ตลอดเวลาปรากฎว่าใช้ได้นาน 3 ชั่วโมง 40 นาที (ซึ่งดูจะน้อยไปหน่อย)

การทดลองที่ 2 : ใช้แบตเตอรี่ Panasonic 18650B ขนาด 3400 mAh จำนวนเพียง 2 ก้อน  ชาร์จไฟจนเต็ม และต่อหลอดไฟ LED ยี่ห้อ EVE ขนาด 3 วัตต์ เปิดไฟทิ้งไว้ตลอดเวลาปรากฎว่าใช้ได้นานประมาณ 11 ชั่วโมง 30 นาที (หลอด 3 วัตต์ จะไม่ค่อยสว่าง)

หมายเหตุ : ในกรณีที่ใช้แบตเตอรี่ 3.7 โวลท์เพียง 2 ก้อนต่ออนุกรมกัน แรงดันไฟฟ้า เท่ากับ 7.4 โวลท์ ซึ่งต่ำมาก แต่ก็ยังทำให้หลอดไฟ LED EVE ขนาด 3 วัตต์ ติดได้ ในขณะที่หลอดอื่นๆ ไม่ติด และเมื่อวัดแรงดันไฟฟ้าที่หลอด LED ได้เพียงประมาณ 150 โวลท์

การทดลองที่ 3 : ใช้แบตเตอรี่ Panasonic 18650B ขนาด 3400 mAh จำนวน 3 ก้อน  ชาร์จไฟจนเต็ม และต่อหลอดไฟ LED Philips ขนาด 6 วัตต์ เปิดไฟทิ้งไว้ตลอดเวลา ปรากฎว่าใช้ได้นานประมาณ  5 ชั่วโมง (ความสว่างใช้ได้ดี)

การทดลองที่ 4 : ใช้แบตเตอรี่ Panasonic 18650B ขนาด 3400 mAh จำนวน 3 ก้อน  ชาร์จไฟจนเต็ม และต่อโคมไฟตั้งโต๊ะ LED Philips Table Lamp ขนาด Input 7 วัตต์ เปิดไฟทิ้งไว้ตลอดเวลา ปรากฎว่าใช้ได้นานประมาณ 4 ชั่วโมง (กระแสจ่ายออกทางด้าน DC =850 mA ซึ่งสูงมาก เนื่องจากมี Loss ใน Inverter และ AC Adapter)

รูปที่ 7  การใช้ LED Table Lamp ต่อไฟ 220 V จากชุดจ่ายไฟ ........................................................................................................

หมายเหตุ : ไฟ LED Table Lamp ตามรูปที่ 7 ใช้กับไฟฟ้า 220 โวลท์ แต่มี Adapter แปลงไฟเข้าเครื่องเป็น 12 โวลท์ ดังนั้น จึงสามารถต่อไฟจากแบตเตอรี่ 12 โวลท์ เข้าที่ขั้วของ Table Lamp ได้โดยตรง ทำให้ไม่ต้องเสีย Loss ในตัว Adapter จากการทดลอง (รูปที่ 8) พบว่า ถ้าต่อตรงที่ 12 โวลท์ กระแสไฟจ่ายออกจากแบตเตอรี่ = 400 mA เท่านั้น ดังนั้นจะจ่ายไฟได้นานประมาณ 8.5 ชั่วโมง

รูปที่ 8  การใช้ LED Table Lamp ต่อไฟ 12 V จากแบตเตอรี่ 3.7 V 3 ก้อน

4. สรุป

1. ชุดไฟที่ทดลองทำขึ้นนี้ ใช้แบตเตอรี่ 3.7 โวลท์ จำนวน 3 ก้อน ต่ออนุกรมกัน ซึ่งมีความจุไม่มาก ดังนั้นจึงเหมาะที่จะใช้กับไฟแสงสว่าง เช่น หลอดไฟ LED  ขนาด 3 - 7 วัตต์ หรือหลอดประหยัดพลังงาน หรือใช้เพื่อชาร์จโทรศัพท์มือถือ หรือ Tablet หรือใช้กับอุปกรณ์ USB ต่างๆ รวมทั้งพัดลม
2. จุดเด่นของชุดไฟ LED นี้คือ สามารถเลือกใช้หลอดไฟ LED ขนาดต่างๆได้เพื่อให้แสงสว่างที่มากกว่าโคมไฟ LED แบบ Portable ทั่วๆไปและยังใช้กับหลอดไฟ LED Downlight 220V ทำหน้าที่เป็นไฟฉายได้เมื่อจำเป็น
3. สามารถดัดแปลงใช้ไฟ LED Table Lamp ซึ่งมีขั้วเสียบไฟเข้า 12 โวลท์ ให้ต่อตรงกับไฟจากแบตเตอรี่ 18650 จำนวน 3 ก้อนต่ออนุกรมกัน นำไปใช้อ่านหนังสือได้สะดวก โดยไม่ต้องใช้ Inverter