แนวทางในการสร้างแหล่งจ่ายไฟสำหรับวิทยุสื่อสาร

แนวทางในการสร้างแหล่งจ่ายไฟสำหรับวิทยุสื่อสาร

รูปแบบที่ 1. วงจรแหล่งจ่ายไฟ 13.8v 24A

รูปแบบที่ 2. วงจรแหล่งจ่ายไฟ 13.8v 30A

รูปแบบที่ 3. วงจรแหล่งจ่ายไฟ 9-14v 10A

รูปแบบที่ 4. วงจรแหล่งจ่ายไฟ 12v 10A

เบื้องหลังคำคุยของวิปที่มีชื่อว่า “คูลร็อด”

เบื้องหลังคำคุยของวิปที่มีชื่อว่า “คูลร็อด”
 ในกระบวนการสายอากาศแบบวิป (whip หมายถึง ส่วนแผ่คลื่นของสายอากาศรถยนต์ที่เป็นเส้นตรงเรียว โค้งงอได้คล้ายแส้ม้า) ด้วยกัน เห็นจะไม่มีใครคุยได้มากเท่าวิปที่ใช้ชื่อการค้าว่า “คูลร็อด (Kulrod)” ของบริษัทลาร์เซ่น อิเล็กทรอนิกส์แห่งประเทศสหรัฐอเมริกา เพราะเป็นยี่ห้อเดียวที่คุยเรื่องความดีเด่นของวิปเป็นหลัก ขณะที่ยี่ห้ออื่นๆ จะโฆษณาสายอากาศทั้งตัว จุดเด่นที่เขาโฆษณาตลอดระยะเวลาร่วม 20 ปีคือ ความมีประสิทธิภาพดีของวิปหรือพูดอีกอย่างหนึ่งได้ว่าวิปเส้นนี้มีการสูญเสียน้อยมาก พูดไปไม่พิสูจน์ ก็คงไม่มีใครเชื่อ


 ดังนั้น เขาจึงโฆษณาท้าให้ส่งออกอากาศด้วยกำลังส่ง 100 วัตต์ นาน 1 นาที แล้วเอามือแตะตลอดตัววิปดู จะพบว่าวิปสเตนเลสสตีลธรรมดาของยี่ห้ออื่นจะอุ่นๆ ขณะที่วิปคูลร็อดของเขาจะเย็นสมชื่อคูลร็อด ซึ่งเป็นคำอ่านที่หมายถึง ลวดเย็น นั่นแสดงว่าวิปยี่ห้ออื่นมีการสูญเสียมากกว่า ทำให้กำลังส่งส่วนหนึ่งสูญเสียกลายเป็นความร้อนไป และทำให้กำลังออกอากาศลดน้อยลง


หลังโฆษณาวิธีนี้ ทำให้สายอากาศรถยนต์ของเขาไม่ว่าจะเป็น ? แลนด้า และ 5/8 แลนด้า ได้รับความสนใจ และแพร่สะพัดมาถึงเมืองไทยเป็นเวลานาน จนผู้ที่ใช้งานอดจะภูมิใจและคุยถึงคำว่า คูลร็อดไม่ได้ แต่อะไรล่ะที่ทำให้ “คูลร็อด” มีการสูญเสียต่ำกว่าแบบอื่น


นายจิม ลาร์เซ่น นักวิทยุสมัครเล่นชาวอเมริกัน ซึ่งเริ่มเล่นสายอากาศมาตั้งแต่เด็ก (เมื่อราว 50 ปีก่อน) และค้นพบว่าหากต้องการสายอากาศที่ดีสักต้นหนึ่ง เขาก็ต้องลงมือสร้างเอง จนในปี พ.ศ.2507 ขณะที่เขาพยายามหาวิธีการผลิตสายอากาศที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น เขาพบว่า ปรากฎการณ์ที่ผิว (skin effect) เป็นสาเหตุสำคัญที่ทำให้สายอากาศรถยนต์ ซึ่งมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กมีการสูญเสียมากกว่าสายอากาศของสถานีประจำที่มาก เพราะคลื่นวิทยุจะวิ่งที่ผิวของตัวแผ่คลื่นเท่านั้น  จะ วิ่งได้ลึกมากหรือน้อยขึ้นกับความถี่ของคลื่นวิทยุ และขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของส่วนแผ่คลื่น ถ้าความถี่สูงขึ้นคลื่นก็จะวิ่งได้ลึกน้อยลง เช่น ความถี่ 150 MHz คลื่นจะวิ่งเข้าไปลึกเพียงประมาณ 0.0064 มม. เท่านั้น และที่ความถี่ 900  MHz จะวิ่งเข้าได้ลึกน้อยลงเหลือเพียง 0.003 มม. เท่านั้น ทำให้ส่วนแผ่คลื่นมีความต้านทานต่อคลื่นวิทยุเพิ่มขึ้น ดังนั้นวิปสเตนเลสตีลเบอร์ 17-7PH ซึ่งแม้จะได้รับความนิยมจากผู้ผลิตส่วนใหญ่ในอเมริกานำมาทำสายอากาศรถยนต์เนื่องจากมีความแข็งแรงดีและอ่อนตัวได้ดี (ขนาดโค้งงอลงกระเป๋าเดินทางแล้วยังสปริงตัวกลับมาเหยียดตรงตามเดิมได้) แต่ก็มีความนำไฟฟ้าไม่ดีเท่าที่ควรสำหรับคลื่นวิทยุ


หลังจากทดลองมานาน จิม พบว่าเมื่อเคลือบผิววิปสเตนเลสสตีลด้วยนิเกิล,ทองแดง,นิเกิลและโครเมี่ยมตามลำดับจะทำให้สายอากาศมีความนำไฟฟ้าดีขึ้น และนี่คือที่มาของวิปคูลร็อดซึ่งได้ผลิตจำหน่ายโดยบริษัทของเขา วิปคูลร็อดเริ่มต้นขบวนการผลิตด้วยการเคลือบผิวสเตนเลสสตีลด้วยชั้นบางๆของนิเกิล แล้วจึงตามด้วยชั้นของทองแดงซึ่งมีความนำไฟฟ้าดีมาก เสร็จแล้วจึงเคลือบซ้ำด้วยชั้นบางๆ ของนิเกิลและโครเมี่ยมตามลำดับ
ถึงตรงนี้อาจสงสัยว่าทำไมต้องเคลือบผิวซ้ำไปซ้ำมาแบบนี้ นิเกิลชั้นแรกคั่นระหว่างทองแดงและสเตนเลสเพื่อเป็นฐานให้ทองแดงเคลือบติดได้แน่นดี และช่วยคั่นระหว่างทองแดงและสเตนลเสสตีลเพื่อลดการผุกร่อนทางไฟฟ้าเคมี (galvanic corrosion) ที่จะเกิดขึ้นหากให้โลหะสองชนิดนั้นสัมผัสกันโดยตรง ทีนี้หากเอาโครเมี่ยมมาเคลือบผิวชั้นนอกของทองแดงเลยโดยตรงจะเกาะติดได้ไม่ดีกระเทาะได้ง่าย และการที่มีศักดาไฟฟ้าเคมีต่างกันมาก ก็จะทำให้เกิดการผุกร่อนได้ง่าย จึงต้องใช้นิเกิลมาคั่น ดังนั้นหน้าที่ของโครเมี่ยมและนิเกิลที่ชั้นนอก คือ  ลดการผุกร่อนเนื่องจากสภาพบรรยากาศและเพื่อให้ผิวเป็นเงาสวยงาม ในรูปแสดงโครงสร้างการเคลือบผิวของวิปคูลร็อด (Kulrod) และวิปคูลร็อดที (Kulrod T) สีดำ ซึ่งเป็นผลงานการพัฒนาล่าสุดของบริษัทลาร์เซ่นอิเล็กทรอนิกส์ (ชั้นต่างๆ ที่แสดงในที่นี้ไม่ได้เขียนตามสัดส่วนความหนาจริง)
เนื่องจากชั้นนอกสุด 2 ชั้น (โครเมี่ยมและนิเกิล) บางมากๆ จึงไม่ไปรบกวนความนำไฟฟ้าที่ดีของทองแดงที่ความถี่ไม่สูงเกินไปนัก ดังนั้นสำหรับย่านความถี่ VHF ด้านต่ำจึงใช้งานได้ดี และก็เป็นที่นิยมใช้ในหมู่ผู้ชอบของคุณภาพดีในเมืองไทย


 อย่างไรก็ตาม พอความถี่ใช้งานสูงขั้นถึงย่าน UHF ซึ่งปรากฎการณ์ที่ผิงทำให้คลื่นอยู่ที่ผิวมากขึ้น ชั้นนอกสุด 2 ชั้น จึงเริ่มมีผลกับความนำไฟฟ้าของส่วนแผ่คลื่น ทำให้มีการสูญเสียสัญญาณมากขึ้น วิปคลร็อดจึงเริ่มจะคุยไม่ได้อย่างเดิมอีก ยิ่งระบบวิทยุโทรศัพท์เคลื่อนที่แบบรวงผึ้ง (cellular mobile radio telephone) ซึ่งใช้ย่านความถี่แถว 800-900 MHz ได้รับความนิยมทั่วโลก บริษัทลาร์เซ่นอิเล็กทรอนิกส์จึงต้องดิ้นรนพัฒนาวิปต่อไปอีก


 สิ่งที่เขาต้องการคือ จะทำอย่างไรจึงจะหุ้มทองแดงให้ทนต่อสภาพมลภาวะบนท้องถนนโดยไม่ไปมีผลลบต่อความนำไฟฟ้าที่ดีของทองแดง ในที่สุดในปี พ.ศ. 2527 บริษัทลาร์เซ่นจึงได้ออกวิปรุ่นใหม่ขึ้นมาทดแทนของเดิม มีชื่อทางการค้าว่า คูลร็อดที (Kulrod T) โดยตัวทีหมายถึง เทฟล่อน ซึ่งขบวนการผลิตทำเช่นเดียวกับคูลร็อด คือ เอาสเตนเลสสตีลเบอร์ 17-7 PH มาเคลือบผิวบางๆ ด้วยนิเกิลแล้วเคลือบหนาหน่อยด้วยทองแดง แต่แทนที่จะชุบนิเกิลและโครเมี่ยมอีก 2 ชั้น กลับเคลือบทองแดงด้วยเทฟล่อนสีดำ ซึ่งอ่อนตัวได้ดีเพียงชั้นเดียว เนื่องจากเทฟล่อนเป็นฉนวนที่ดีมาก ไม่ทำให้เกิดการสูญเสียสนามไฟฟ้า และสนามแม่เหล็กจึงไม่มีผลไปรบกวนกับการทำงานของสายอากาศ เสมือนหนึ่งว่าทองแดงเป็นผิวชั้นนอกสุดที่นำคลื่นวิทยุ ว่าแล้วก็ขายวิปรุ่นคูลร็อดทีรุ่นใหม่นี้ให้ท่านทั้งหลายนำไปทดแทนวิปคูลร็อดเดิม โดยมีให้เลือกหลายช่วงความยาวสำหรับย่านความถี่ตั้งแต่ 136 MHz ขึ้นไป