การติดตั้งไฟแสงสว่างตู้รถโดยสารตลอดแนวหลังคาด้วยหลอด LED แบบติดผิว ( SMT )

 

วัสดุ อุปกรณ์

1.      แผ่นวงจรพิมพ์ (PCB)แบบธรรมดา

2.      หลอด LED รุ่น TO-3216BC-MYE (ร้านอิเล็กทรอนิกส์ซอร์ท) หรือเทียบเท่า

3.      เทปกาวใส หรือ กาวสองด้านแบบบาง

4.      ปากคีบ

5.      หัวแร้งแช่ ขนาด 30 watt

6.      ตะกั่ว

7.      สายไฟ

8.      ชุดเรียงกระแส (Bridge Rectifier)

9.      สว่านมือเล็ก พร้อมดอกขนาด 1 – 1.5 มม.

10.  คัทเตอร์

 

จาก Tip ของทีมงาน ที่ได้มีการติดตั้งไฟให้ตู้โดยสาร ด้วยหลอดไส้ ผมได้ลองดูและพบว่าหลอดไส้ค่อนข้างร้อน แสงสว่างออกเป็นจุดๆ กินกระแสมากถ้าติดหลายๆหลอด ตลอดจนอายุการให้งานที่สั้นลง ถ้านำไปใช้กับระบบ DCC ที่มีการเพิ่ม Booster เข้าไป (แรงดันอาจสูงกว่า 20 โวลท์)  จึงได้ทดลองหาหลอดแบบ LED มาใช้งาน จนได้ทดลองใช้ LED แบบติดผิว(Surface Mount Technology) เมื่อทดลองดูแล้วก็เห็นมุมมองคล้ายๆ ไฟที่มีหลายๆ ดวงในรถโดยสารจริงๆ แต่จำนวนหลอดก็แล้วแต่ชอบนะครับ และ แสงที่ออกมาก็ดูกระจายทั่วตู้โดยสารดี  ที่สำคัญหลอดไฟทั้งหมดกินกระแสไฟรวมกันไม่เกิน 300 mA Max. (0.3 แอมป์ที่ 10 หลอด)  วิธีการอาจยุ่งยากกว่าการติดตั้งแบบหลอดไส้แต่ผมเชื่อว่าคงไม่ยากเกินความพยายาม  ลองดูวิธีทำนะครับ  

 
ภาพที่ 1 ตู้โดยสารจากชุด สตาร์ทเตอร์เซ็ท

เริ่มแรกก็วัดความยาว ความกว้างที่หลังคา ลองดูพื้นที่ภายในด้วยนะครับ ว่ามีอะไรกีดขวางหรือไม่    จากนั้นก็นำแผ่นวงจรพิมพ์แบบธรรมดา (ด้านหลังจะเป็นสีน้ำตาลราคาจะถูกกว่าแบบ Epoxy) ซึ่งมีขายที่บ้านหม้อ เลือกซื้อตามความยาวรถ ของผมตัวรถยาวเกือบ 1 ฟุต จึงเลือกซื้อ แผ่นวงจรพิมพ์ขนาด ครึ่ง ตร.ฟุต (12 x 6 นิ้ว) ราคาประมาณ 40 บาท ที่ต้องใช้แผ่นวงจรพิมพ์นี้ก็เพื่อเป็นตัวยึดหลอด LED ซึ่งจะติดตั้งเป็นแนวตรงยาว อย่างน้อยๆ ก็ 8- 12 หลอด    ถ่ายขนาดที่จะตัดลงบนแผ่น PCB ความกว้างที่ใช้ควรมีระยะอย่างน้อย 5 มม.  ใช้คัทเตอร์กรีดแผ่น PCB ด้านทองแดง เพื่อเอาทองแดงตรงกลางออกโดยพยายามให้อยู่กึ่งกลางของความกว้างที่ต้องการ ดังภาพที่ 2 และ ภาพที่ 3

 
ภาพที่ 2 ใช้คัทเตอร์กรีดแผ่น PCB

 
ภาพที่ 3 แนวกรีดบนแผ่น PCB  

การกรีดตามแนวเส้นขนานทั้งสองเส้นต้องกรีดจนเนื้อทองแดงขาดจากกัน เพื่อตัดการนำกระแส หลังจากกรีดแนวทั้งสองก็จะลอกทองแดงออกจากแผ่น PCB การกรีดจะทำก่อนการตัดแผ่น PCB เพื่อสะดวกต่อการจับ  การลอกให้ใช้คัทเตอร์ค่อยๆ เซาะและลอกทองแดงออกตลอดแนวความยาว ดังภาพที่ 4   ถ้าไม่ต้องการลอกทอดแดงออกก็สามารถกระทำได้โดยต้องกรีดให้ทองแดงขาดจากกัน และ มีแนวกว้างพอสมควรเพื่อไม่ให้การบัดกรีมีตะกั่วไหลเข้าไปต่อกันและเกิดการลัดวงจร (การลอกทองแดงออกอาจใช้การกัดด้วยเคมีก็ได้ถ้ามีอุปกรณ์ที่พร้อม)

ภาพที่ 4 ลอกทองแดงออกจากแผ่น PCB

เมื่อลอกทองแดงออกเรียบร้อยแล้วให้ตัด PCB ออกจากกันตามความกว้างที่ได้ร่างแบบไว้ วิธีตัดแผ่น PCB แบบนี้ สามารถตัดได้ 2 วิธี โดยวิธีแรกใช้ คัทเตอร์กรีดให้ลึกประมาณ 1 ใน 3 ของความหนา กรีดทั้งสองด้านตรงกัน แล้วใช้คีมจับหัก  อีกวิธีให้ใช้เลื่อยฉลุตัด ผมใช้วิธีแรกเพราะได้แนวตัดที่ตรง และ ไม่ใช้เวลามาก หลังจากตัดออกจะได้แผ่น PCB ที่ต้องการดังภาพที่ 5

ภาพที่ 5 แผ่น PCB  ที่ลอกทองแดงออกและตัดออกแล้ว

                ตกแต่งแผ่น PCB ด้วยกระดาษทรายละเอียด ทำความสะอาด แล้วนำหลอด LED มาติดการจับหลอด LED ต้องใช้ปากคีบช่วยเนื่องจากหลอดมีขนาดเล็กมาก (หาซื้อ LED ได้ที่ร้านอิเล็กทรอนิกส์ซอร์ท บ้านหม้อ ราคาตัวละ 2.10 บาท)  ดังภาพที่ 6 การติดหลอดลงบนแผ่น PCB ให้ใช้เทปกาวใส หรือ กาวสองด้านแบบบาง ถ้าเป็นกาวสองด้านให้ตัดตามความกว้างของร่อง PCB แล้วนำไปติดกับ PCB ก่อน จากนั้นจึงจับหลอด LED ไปวางและกดให้ติด  ถ้าใช้เทปกาวใส ให้ตัดเทปกว้างประมาณ หลอด LED นำไปติดกับหลอด LED ดังภาพที่  7

ภาพที่ 6 หลอด LED รุ่น TO-3216BC-MYE


ภาพที่ 7 ติดเทปกาวใสกับหลอด LED

นำหลอดไปติดลงบนแผ่นวงจรพิมพ์ดังภาพที่ 8 ลองสังเกตที่เจ้าตัว LED จะมีจุดมาร์คทั้งด้านหน้าหลอดและหลังหลอด ขณะติดตั้งให้หันจุดมาร์คไปทิศทางเดียวกัน จุดมาร์คนี้จะต่อกับไฟขั้วลบ  ระยะห่างของ LED กำหนดตามความต้องการ แล้วทำการบัดกรี ดังภาพที่ 9 เมื่อบัดกรีเสร็จจะได้แผงไฟหลังคา ดังภาพที่ 10

 ภาพที่ 8 ติดเทปกาวใสที่มีหลอด LEDลงบนแผ่น PCB



ภาพที่ 9 การบัดกรี หลอด LED


 ภาพที่ 10 แผงไฟหลังคาที่เสร็จเรียบร้อย 

                ในการติดตั้งในตัวรถอาจใช้กาวสองด้าน หรือ ใช้ปืนยิงกาวแล้วแต่ความสะดวกครับ ส่วนการต่อวงจรก็บัดกรีสายออกมาจากแถบทองแดงทั้งสองด้าน สู่ชุดรับกระแสจากล้อที่ทางทีมงานเคยแนะนำ แต่ต้องเพิ่มความต้านทาน (Resistor) ค่าประมาณ 500 โอห์ม ½ watt ต่อ 10 หลอด ต่ออนุกรมเข้าไป ถ้าจะคำนวณ ให้ใช้สูตรดังนี้

                                R = (แรงดันที่ราง – 2 V ) / (จำนวนหลอด x 10 mA)     หน่วยเป็นโอห์ม

                ที่ผมใช้ค่า 500 โอห์มเนื่องจากผมใช้กับระบบ DCC เพิ่ม Booster เข้าไปอีก จึงเพิ่มค่า R มากหน่อย ส่วนค่ากระแส 10 mA เป็นกระแสของหลอดถ้าอยากให้สว่างมากหน่อยก็เปลี่ยนกระแสโดยเพิ่มได้สูงสุด ถึง 30 mA (ดูข้อมูล LED ที่ www.es.co.th)

                สำหรับรางระบบ DC ธรรมดา ต้องเพิ่มชุดเรียกระแสแนะนำให้ใช้  Bridge Rectifier กระแส 1 A ทนแรงดัน 50 V เพื่อตอนกลับทิศรถ หรือ แรงดันที่รางกลับทิศทางหลอดจะได้ทำงานตลอด  วงจรแสดงดังภาพที่ 11 ถ้าเพิ่มวงจรเรียงกระแสจะสามารถนำไปใช้กับ รางระบบ DCC ได้ด้วยโดยไม่ต้องตัดเติมอะไรยกเว้นความต้านทานเท่านั้น   ส่วนค่า C ในวงจรถ้าต้องการให้ระบบไฟไม่กระพริบอันอาจเกิดจากรางบางช่วงมีคราบที่เป็นฉนวน ให้ใส่ค่าประมาณ 1000 ไมโครฟาราด แรงดัน 25 โวลท์ ( 1000 µF 25 V )

ภาพที่ 11 วงจรเรียงกระแสต่อกับแผงไฟหลังคา

                การเดินสายไฟไปยังหลังคารถกรณีที่เป็นรถโดยสารสองชั้น  ดังเช่นตู้ Explorer ให้ใช้สว่านมือเล็ก เจาะผ่านพื้นชั้นสองโดยให้แนวเจาะตรงกับเสาหรือวงกบหน้าต่างรถ เพื่อหลบสายไฟไม่ให้มองเห็นจากภายนอก ดังภาพที่ 12

ภาพที่ 12 การเจาะพื้นชั้นสองเพื่อร้อยสายผ่าน 


ภาพที่ 13 ตู้โดยสารที่ติดตั้งแผงไฟเรียบร้อยแล้ว 

ภาพที่ 14 ตู้โดยสารที่ติดตั้งไฟสีแดงเพิ่มที่ตู้ท้ายขบวน