วิธีการง่ายที่สุดในการป้องกันต่อไฟผิดขั้ว คือ การนำไดโอดมาต่ออนุกรมกับโหลด โดยใช้ขั้ว K ของไดโอดต่อกับขาบวกของโหลด และป้อนไฟเข้าด้วยไฟบวกทางขา A ของไดโอด ตามภาพที่ 1

การต่อไฟลักษณะนี้ทำให้ไดโอดนำกระแสหรือยอมให้กระแสไหลผ่านตัวมันได้ เพราะได้รับการจ่ายไบแอส(bias)ตรงนั่นเอง ดังนั้น ไฟเข้าจึงไหลผ่านไดโอดมายังโหลดได้ ทำให้โหลดทำงานได้ตามปกติครับ

แต่เมื่อเราป้อนไฟเข้ากลับขั้วไฟ คือ จากเดิมขั้วบวกเป็นขั้วลบ(ด้านบน)และขั้วลบเป็นขั้วบวก(ด้านล่าง) ก็ทำให้ไดโอดได้รับไบแอสกลับ มันจึงไม่ชอบก็เลยไม่ยอมให้ไฟไหลผ่านตัวมันไปได้ ส่งผลให้โหลดไม่ทำงานครับ

ภาพที่ 1 ใช้ไดโอดตัวเดียวก็ป้องกันต่อไฟผิดขั้วได้

ถึงแม้ว่าวิธีการนี้จะง่ายและประหยัดก็ตาม แต่ผมคิดว่ายังวิธีนี้ยังมีจุดอ่อนที่สำคัญ 2 ประการ คือ

[[**]] แรงดันลดลง ตามปกติไดโอดจะมีแรงดันตกคร่อมตัวมันในตอนไบอัสตรงประมาณ 0.7V ดังนั้น 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 3A 200V) 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 2 วงจรกลับขั้วไฟอัตโนมัติด้วยไดโอดบริดจส์

ลองทำความเข้าใจการทำงานแบบง่ายๆ ซึ่งแบ่งได้เป็น 2 กรณี ดังนี้

[[**]] กรณีตามภาพที่ 3 (ดูภาพเข้าใจง่ายขึ้น) เมื่อเราป้อนไฟเข้าโดยใช้ขั้วบวกต่อด้านบนและขั้วลบต่อด้านล่าง

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

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

ภาพ 3 ป้อนไฟเข้าขั้วบวกด้านบนและขั้วลบด้านล่าง(กรณีแรก)

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

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

สำหรับ D2 ไม่มีไฟไหลผ่าน เพราะเป็นการไบแอสกลับครับ

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

ภาพ 4 ป้อนไฟเข้าขั้วลบด้านบน และขั้วลบด้านล่าง(กรณีสอง)

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 2 ตัว จึงมีกระแสลดลงกว่าวิธีการ ”ตัวเดียวก็แจ๋วได้” อย่างไรก็ตามเราสามารถเลือกไดโอดเพื่อลดปัญหานี้ให้น้อยลงได้ ด้วยลักษณะเดิมๆ คือ เลือกไดโอดที่ทนกระแสสูงจะมีค่าความต้านทานแฝงภายในต่ำ ย่อมทำให้กระแสไหลผ่านโหลดสูงขึ้นได้ครับ

##การกำจัดจุดอ่อน(เลือกไดโอด)

นอกจากนี้ สำหรับการใช้งานจริงของผมมักใช้ไดโอดบริดส์สำเร็จรูปมากกว่าการใช้ไดโอดจำนวน 4 ตัว มาต่อกันเป็นบริดจส์ เพราะสะดวกและประหยัดดีครับ

ยกตัวอย่างเช่น โหลดต้องการไฟประมาณ 3A 25V ก็ควรใช้ไดโอดที่ทนไฟ 6A 200V ซึ่งไดโอดตัวหนึ่งราคาประมาณ 6บาท – 10บาท เมื่อใช้ 4 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 (วาดฝันไว้) คือ การเพิ่มความสามารถให้ฟิวส์ขาดเมื่อต่อไฟเข้าผิดขั้ว แต่งานนี้ใช้ฟิวส์อย่างเดียวย่อมทำไม่ได้แน่ เพราะฟิวส์ไม่ทราบตรวจขั้วไฟฟ้าหรือทิศทางการไหลของกระแสได้ เอ…งานนี้คงต้องขอความช่วยเหลือจากไดโอดอีกครั้ง เพราะไดโอดสามารถกำหนดทิศทางการไหลของกระแสได้

หากคิดเฉพาะส่วนของไดโอดก่อน โดยลองนำขา K ของไดโอดต่อกับขาไฟบวกของโหลด และขา A ก็ต่อกับขาไฟลบของโหลดด้วย เมื่อเราต่อไฟเข้าผิดขั้ว ทำให้ไฟทั้งหมดไหลผ่านไดโอดแทนโหลด

แม้ว่าวิธีนี้จะช่วยป้องกันโหลดเสียหายในตอนต่อไฟเข้าผิดขั้วได้ แต่วิธีนี้ยังมีจุดอ่อน คือ ไม่มีระบบตัดไฟที่ดี ทำให้เกิดกระแสเกินไหลผ่านไดโอดอย่างรุนแรง อาจจะทำให้ไดโอดเสียหายได้ ปัญหานี้ก็คงเข้าทางฟิวส์แล้ว เพราะฟิวส์ ถนัดด้านการตัดไฟเมื่อไฟเกินอยู่แล้ว 

ภาพที่ 5 ต่อไฟผิดขั้วแล้ว ฟิวส์ขาดทันที่

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

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

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

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(คุ้มจริงๆ) อย่างไรก็ตามวิธีการนี้ยังมีจุดอ่อน ซึ่งสามารถกำจัดจุดอ่อนได้ไม่ยากด้วยวิธีการต่อไปครับ

#ผิดขั้วปุ๊บตัดไฟปั๊บ

แม้ว่าวิธีการ “ผิดขั้วปุ๊บขาดปั๊บ” จะสามารถป้องกันการต่อไฟผิดขั้วได้ดีแล้วก็ตาม แต่ยังมีจุดอ่อน คือ หากฟิวส์ขาดบ่อยครั้งก็จะสิ้นเปลืองและยุ่งยากกับการเปลี่ยนฟิวส์ครับ

##ตัดไฟแต่ต้นลมด้วยรีเลย์

ผมจึงคิดหาวิธีกำจัดจุดอ่อนนี้ โดยต้องการให้ในตอนที่ป้อนไฟเข้าถูกขั้วก็จะมีไฟไหลผ่านโหลดได้ตามปกติ แต่พอต่อไฟเข้าผิดขั้วก็จะต้องตัดไฟออกจากโหลดทันที(โดยไม่ต้องเปลี่ยนฟิวส์อีกแล้ว) ทำให้โหลดไม่เสียหายเช่นเดิม

ท่านคงคิดเหมือนผมว่า แล้วจะใช้อะไรตัดไฟได้เหมาะสมล่ะ? เอ…จะใช้สวิตช์ธรรมดาก็คงไม่ดีแน่ ต้องคอยเปิด–ปิด ไม่อัตโนมัติพอ ก็คงหนีไม่พ้น รีเลย์ เจ้าเก่าของเรานี่แหละครับ เพราะใช้งานง่ายและราคาไม่แพงจนเกินไป

สำหรับการใช้งานนั้น ผมคิดไว้ว่าจะต่อขาหน้าสัมผัสสวิตช์ภายในรีเลย์ไว้ระหว่างไฟเข้ากับโหลด เพื่อใช้เป็นอุปกรณ์ซึ่งปกติทำหน้าที่ต่อไฟและพอผิดปกติหรือในกรณีต่อไฟเข้าผิดขั้วมาก็จะทำหน้าที่ตัดไฟออกจากโหลดได้ ผมจึงเลือกรีเลย์แบบ 1 คอนแท็ก ซึ่งเป็นแบบที่ผมชอบใช้มากครับ

ต่อไปเรามาลองต่อไดโอดเพื่อใช้ขับขดลวดภายในรีเลย์กัน ผมคิดเทียบกับวิธีการ “ผิดขั้วปุ๊บขาดปั๊บ” โดยนำขดลวดภายในรีเลย์มาต่ออนุกรมกับไดโอด เมื่อเราป้อนไฟเข้าผิดขั้วก็จะมีไฟไหลผ่าน D1 เข้าสู่ขดลวดภายในรีเลย์ได้ ทำให้หน้าสัมผัสสวิตช์

จากแนวคิดการใช้รีเลย์มาช่วยตัดไฟอัตโนมัติในตอนต่อไฟเข้าผิดขั้วนั้น ก็ได้ทดลองจนใช้งานได้ผลดี ซึ่งมีแบบวงจรตามภาพที่ 6 ครับ

ภาพ 6 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 0.5W แทนครับ

วิธีการนี้ ถือว่าเป็นการป้องกันต่อไฟผิดขั้วที่ดีวิธีหนึ่ง ใช้อุปกรณ์เพียงไดโอด และรีเลย์ ก็ช่วยให้ท่านสะดวกขึ้น กำจัดจุดอ่อนได้นะครับ

ภาพ 7เพิ่ม R1 ช่วยให้รีเลย์แรงดันต่ำมาใช้กับไฟเข้าแรงดันสูงได้

##คิดเล่นๆ

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

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

ภาพที่ 8 เทคนิดป้องกันต่อไฟผิดขั้วด้วยรีเลย์อีกแบบหนึ่งครับ

นอกจากนี้วิธีการนี้ ยังไม่จบหรือไม่ดีพอ ยังสามารถพัฒนาต่อได้อีก อ่านต่อในวิธีการถัดไปครับ

#กลับขั้วอัตโนมัติรุ่นปรับปรุง

แม้ว่าวิธีการผิดขั้วปุ๊บตัดปั๊บจะช่วยป้องกันการต่อไฟผิดขั้วได้ดี คือ ต่อไฟผิดขั้วแล้วระบบก็ตัดไฟอัตโมัติแล้วก็ตาม แต่เมื่อเราต่อไฟเข้าผิดขั้วก็อาจจะสับสนหรือยุ่งยากกับการกลับขั้วใหม่อีก คงดีไม่น้อยหากมีวิธีการกลับขั้วไฟอัตโนมัติ ทำนองเดียวกับวิธีการ “กลับขั้วอัตโนมัติด้วยไดโอดต่อเป็นบริดจส์” แต่ต้องไม่ไฟสูญเสียใดๆ

##เพิ่มรีเลย์อีกตัว

ก็คงคิดต่อไม่ยากนัก ผมคิดไว้ว่าจะใช้วิธีการ”ผิดขั้วปุ๊บตัดไฟปั๊บ” มาดัดแปลงเพิ่มเติม วิธีง่ายที่สุด คือ การเพิ่มรีเลย์อีกตัวหนึ่ง เพื่อสามารถใช้ขาหน้าสัมผัสสวิตช์ของรีเลย์มาต่อเป็นลักษณะสวิตช์กลับขั้วไฟได้

ภาพที่ 9 วิธีกลับขั้วอัตโนมัติรุ่นปรับปรุง

ในที่สุด ก็ทดลองวิธีการ”กลับขั้วอัตโนมัติรุ่นปรับปรุง” ได้อย่างได้ผลดี ตามภาพที่ 9 ครับ

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

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

##จุดอ่อนที่พอรับได้

แม้ว่าวิธีการนี้จะได้ดีผลดีอัตโนมัติแล้วก็ตาม ก็เห็นจุดอ่อนอย่างหนึ่ง คือ ในตอนที่เราต้องไฟผิดขั้วนั้น ก็จะมีกระแสส่วนหนึ่งไหลผ่านขดลวดรีเลย์ทั้งสองตัวด้วย ย่อมทำให้ใช้กระแสเพิ่มขึ้น เช่น ในกรณีรีเลย์ขนาด 12V ปกติใช้กระแสตัวละประมาณ 40mA หรือประมาณ 2 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 3 บาทเท่านั้นครับ

ทั้งหมดนี้เป็นวิธีป้องกันการต่อไฟผิดขั้ว ซึ่งผมคิดว่า คงเป็นแนวคิดแก่ท่านเพื่อนำไปใช้ป้องกันการต่อไฟเข้าผิดขั้วได้ ด้วยความหวังดี ไม่ยากเห็นท่านประสบปัญหาอย่างผม ขอให้สนุกที่ได้คิดเล่นอิเล็กทรอนิกส์นะครับ