แบตเตอรี่ (Battery) ที่ใช้ในสมาร์ทโฟน

 

แบตเตอรี่ (Battery) ถือเป็นเรื่องสำคัญ เพราะอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพาแทบทุกชนิด จำเป็นที่จะต้องอาศัยแหล่งพลังงานที่สามารถจะเก็บไฟไว้ และจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ใช้ในการทำงานได้อย่างเพียงพอ โดยไม่ต้องมาคอยเสียบปลั๊กเพื่อชาร์จไฟอยู่บ่อยๆ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพาที่พบเห็นได้ใกล้ตัวที่สุดก็คงเป็นสมาร์ทโฟน ที่ปัจจุบันแทบจะกลายเป็นปัจจัยที่ 5 ที่สำคัญต่อการดำรงชีพของมนุษย์ไปแล้ว เพราะไม่ว่าจะไปไหนมาไหนก็ต้องมีพกติดตัวกันไว้ตลอดเวลา

 

ดังนั้นหากใช้ๆอยู่แล้วแบตฯเกิดหมดขึ้นมา ช่วงเวลานั้นหากไม่สามารถหาปลั๊กเพื่อชาร์จไฟได้ คุณคงรู้สึกเคว้งคว้างเหมือนอยู่คนเดียวบนโลกใบนี้ และสมาร์ทโฟนก็คงไม่ต่างอะไรกับที่ทับกระดาษเก๋ๆ เพราะฉะนั้นเรามาทำความรู้จักกับเจ้าแบตเตอรี่ตัวน้อย แต่มีความสำคัญยิ่งยวดในมือถือสมาร์ทโฟนของเราๆกัน แต่ก่อนอื่นเรามาวิเคราะห์ถึงสาเหตุที่ทำให้เกิดการสิ้นเปลืองพลังงาน จนทำให้แบตเตอรี่หมดเร็วกันก่อนดีกว่า

 

ปัจจัยที่เป็นสาเหตุหลักที่ทำให้แบตเตอรี่หมดเร็ว

 

 

• ขนาดหน้าจอ และความละเอียดในการแสดงผล อันนี้นับได้ว่าเป็นปัจจัยที่ส่งผลก่อให้เกิดการสิ้นเปลืองพลังงานมากที่สุด เพราะยิ่งมีขนาดหน้าจอที่ใหญ่ และมีความละเอียดในการแสดงผลสูง ก็ยิ่งต้องใช้ไฟมากขึ้น สังเกตได้จากสมาร์ทโฟนรุ่นไหนมีขนาดหน้าจอที่ใหญ่และมีความละเอียดสูงกว่า ก็มักจะมีปริมาณความจุของกระแสไฟฟ้าในแบตเตอรี่ (mAh) ที่มากกว่า เป็นต้น

• การเล่นแอพฯจำพวกเกมส์ต่างๆ นี่ก็เป็นอีกปัจจัยนึงที่สำคัญเพราะหลายท่านคงทราบดีว่าเวลาเล่นเกมส์ คงไม่มีใครเล่นแป๊บๆแล้วเลิกแน่ๆ บางรายยิ่งเล่นยิ่งมันส์ เผลอๆเล่นติดต่อกันเป็นชั่วโมงจนเครื่องร้อนฉ่า และถ้ายิ่งถ้าเป็นเกมส์ใหญ่ๆที่มีภาพกราฟิกสวยๆ ซึ่งต้องใช้พลังในการประมวลผลสูงด้วยแล้วล่ะก็ อันนี้ต้องขอบอกเลยว่าสิ้นเปลืองพลังงานสุดๆ

• ความสว่างบนหน้าจอ ปกติก็มักจะใช้เป็นค่าเริ่มต้น (Default) ที่เครื่องกำหนดมาให้คือ ปรับค่าความสว่างอัตโนมัติ (Auto-Brightness) อยู่แล้ว แต่ถ้าหากเราปรับความสว่างให้มากขึ้น นั่นก็จะเป็นสาเหตุให้สิ้นเปลืองพลังงานมากขึ้นด้วยเช่นกัน

• การเชื่อมต่อกับเครือข่ายฯ 3G/4G หรือ Wi-Fi ปกติสมาร์ทโฟนเมื่อใช้งานร่วมกับซิมที่เปิดใช้บริการ 3G/4G เอาไว้ ไม่ว่าจะอยู่ที่ไหนในขอบเขตพื้นที่ให้บริการ ก็มักจะต้องเชื่อมต่ออยู่กับเครือข่ายฯ 3G/4G แทบจะตลอดทั้งวันอยู่แล้ว เว้นเสียแต่ว่าสามารถใช้บริการ Wi-Fi ของเครือข่ายเดียวกันกับซิมที่ใช้ได้ด้วย และตั้งค่าให้เชื่อมต่อ Wi-Fi อัตโนมัติเมื่ออยู่ในพื้นที่ให้บริการ ซึ่งนั่นก็จะเป็นการดี เพราะการเชื่อมต่อกับเครือข่ายฯ 3G/4G นั้น จะต้องใช้พลังงานจากแบตเตอรี่มากกว่าการเชื่อมต่อกับ Wi-Fi สังเกตได้จากเวลาเราใช้สมาร์ทโฟนเชื่อมต่อกับ Wireless หรือ Wi-Fi ของที่บริษัทหรือที่บ้าน หากเป็นการใช้งานทั่วๆไปแบตเตอรี่ของเราจะอยู่ได้นานตลอดทั้งวัน แต่ถ้าเราไปไหนๆแล้วใช้สมาร์ทโฟนเชื่อมต่อกับเครือข่ายฯ 3G/4G อยู่ตลอดทั้งวัน หากเป็นการใช้งานแบบเดียวกันแบตเตอรี่มักจะหมดเร็วกว่าอยู่เสมอ การเลือกใช้งานเครือข่าย 2G, 3G และ 4G ก็เช่นกัน ยิ่งถ้าเป็นการใช้งานเครือข่ายที่มีความเร็วสูงกว่าอย่าง 4G ก็ยิ่งต้องใช้ไฟจากแบตเตอรี่มากขึ้น และแน่นอนว่าถ้าเป็นการรับส่งข้อมูลปริมาณมากๆที่ไม่เกี่ยวข้องกับการโทร นั่นก็ยิ่งเป็นการใช้ไฟจากแบตเตอรี่มากขึ้นด้วยเหมือนกัน

• ระยะเวลาในการใช้งานโทรศัพท์ ก็แน่นอนว่าถ้ายิ่งโทรเข้าโทรออกบ่อยๆและพูดคุยครั้งละนานๆ แถมยังต้องใช้งานมือถือสมาร์ทโฟนทำอย่างอื่นอีก ไฟในแบตเตอรี่คงไม่เหลือพอให้ใช้งานไปได้ตลอดทั้งวันแน่ๆ

 

ชนิดของแบตเตอรี่ที่ใช้ในสมาร์ทโฟน

 

แบตเตอรี่ (Battery) ที่ถูกนำมาใช้เป็นแหล่งพลังงานให้กับสมาร์ทโฟนในปัจจุบัน มักเป็นแบตเตอรี่ชนิด Li-ion (ลิเธียมไอออน) หรือไม่ก็ Li-po (ลิเธียมโพลีเมอร์) ซึ่งเป็นแบตเตอรี่แบบเซลล์แห้งชนิดที่สามารถชาร์จหรือประจุไฟฟ้าใหม่ได้ (Rechargeable Battery) โดยทั้ง Li-ion และ Li-po มีข้อดีข้อเสียที่แตกต่างกันดังนี้

 

 

• Li-ion (ลิเธียมไอออน) เป็นแบตเตอรี่ที่ถูกจำกัดในด้านรูปทรง (ทรงกระบอกหรือสี่เหลี่ยม) มีความหนาแน่นของพลังงานสูงจึงจุไฟได้มาก มีอัตราการคายประจุหรือสูญเสีย Loss ต่ำ ไม่จำเป็นต้องชาร์จไฟทิ้งไว้เพื่อกระตุ้นก่อนการใช้งานในครั้งแรก ไม่ต้องดูแลรักษามาก มีความปลอดภัยสูง และที่สำคัญคือ มีราคาถูกกว่า Li-po (ลิเธียมโพลีเมอร์) ปัจจุบันพบเห็นได้น้อยลงเพราะหันไปใช้ Li-po กันมาก

• Li-po (ลิเธียมโพลีเมอร์) หรืออาจเรียกว่า ลิเธียมไอออนโพลีเมอร์ (Li-ion Polymer) ก็ได้ เพราะถูกพัฒนาต่อยอดมาจาก Li-ion ให้เป็นแบตเตอรี่ที่มีขนาดบาง น้ำหนักเบา สามารถออกแบบได้หลากหลายรูปทรงโดยไม่มีข้อจำกัด มีอัตราการคายประจุใกล้เคียงกับ Li-ion ได้รับการปรับปรุงให้มีความปลอดภัยมากขึ้น แต่มีราคาต้นทุนต่อหน่วยที่แพงกว่า Li-ion (ลิเธียมไอออน) ปัจจุบันพบเห็นได้แพร่หลาย ยกตัวอย่างสมาร์ทโฟนของค่าย Apple นับตั้งแต่ iPhone 5 เรื่อยมาก็ใช้แบตเตอรี่แบบ Li-ion Polymer นี้แหละจ้า

 

หน่วยวัดความจุไฟของแบตเตอรี่ (mAh)

 

mAh เป็นหน่วยวัดความจุไฟฟ้าของแบตเตอรี่นั้นๆ ซึ่งย่อมาจาก m = มิลลิ, A = แอมป์, h = ชั่วโมง หรือก็คือ มิลลิแอมป์-ชั่วโมง นั่นเอง ยกตัวอย่าง แบตเตอรี่ก้อนหนึ่งมีความจุ 1 mAh ก็จะหมายถึง แบตเตอรี่ก้อนนี้จะสามารถจ่ายกระแสไฟขนาด 1 มิลลิแอมป์ ได้อย่างต่อเนื่องเป็นระยะเวลาประมาณ 1 ชั่วโมง หรือยกตัวอย่างแบตเตอรี่ของ iPhone 6 ที่มีความจุ 1,810 mAh ซึ่งก็หมายความว่า แบตเตอรี่ก้อนนี้จะสามารถจ่ายกระแสไฟขนาด 1,810 มิลลิแอมป์ (1.81 แอมป์) ได้อย่างต่อเนื่องเป็นระยะเวลาประมาณ 1 ชั่วโมง

 

 

ในทางกลับกันหน่วยวัดดังกล่าวนี้ จะช่วยให้เรารู้ได้ว่าต้องใช้เวลานานแค่ไหน ถึงจะชาร์จไฟให้เต็มแบตเตอรี่นี้ได้ โดยหากเป็นการชาร์จไฟในระดับปกติที่มีอัตราการชาร์จไฟคิดเป็น 1 เท่าของความจุแบตเตอรี่ (C) หรือที่เรียกว่า 1C เช่น ถ้าแบตเตอรี่มีความจุ 1,000 mAh หรือก็คือ C = 1,000 mAh เพราะฉะนั้นถ้าเป็นการชาร์จไฟในระดับปกติที่อัตรา 1C หรือก็คือเป็นการชาร์จด้วยกระแสไฟ 1,000 mA หรือ 1 A จะใช้เวลาในการชาร์จไฟทั้งสิ้นประมาณ C/1A = 1 ชั่วโมงนั่นเอง และถ้าหากเป็นการชาร์จไฟในระดับสูงที่มีอัตราการชาร์จไฟคิดเป็น 5 เท่าของความจุแบตเตอรี่ (C) หรือที่เรียกว่า 5C นั่นก็เท่ากับว่าหากเป็นการชาร์จด้วยกระแสไฟ 5,000 mA หรือ 5 A จะใช้เวลาในการชาร์จไฟทั้งสิ้นประมาณ C/5A = 0.2 ชั่วโมง หรือก็คือ 12 นาที (ในทางปฏิบัติอาจใช้เวลามากกว่านี้อันเป็นผลมาจากการสูญเสียพลังงาน)

 

จริงๆแล้วในทางปฏิบัติ กระบวนการในการชาร์จไฟให้กับแบตเตอรี่ชนิด Li-ion นั้น เซลล์ต่างๆของแบตเตอรี่จะถูกชาร์จด้วยระดับแรงดันไฟประมาณ 4.2 +/- 0.05 V (โวลท์) ซึ่งวงจรควบคุมจะตัดเมื่อระดับแรงดันไฟขึ้นไปถึง 4.3 V หรือหากมีอุณหภูมิสูงถึง 90 องศาเซลเซียส โดยที่กระบวนการในการชาร์จในทางปฏิบัติจะแบ่งออกเป็น 2 ระยะคือ

 

 

• ระยะที่ 1 (Fast Charge) : จะเป็นระยะของการชาร์จด้วยกระแสไฟแบบคงที่เต็มพิกัด จนเซลล์ของแบตเตอรี่ได้รับแรงดันไฟ จนถึงระดับที่กำหนดหรือประมาณ 80% (เกือบเต็ม) ซึ่งระยะนี้จะคล้ายกับว่า เป็นการชาร์จด้วยอัตราเร่งนั่นเอง จากนั้นจะค่อยๆเติมประจุให้กับส่วนที่เหลือ จนทุกๆเซลล์ของแบตเตอรี่ได้รับระดับแรงดันไฟสูงสุดจนเต็ม ระหว่างนี้กระแสไฟที่ถูกชาร์จเข้าไปยังเซลล์ของแบตเตอรี่จะค่อยๆลดลง

• ระยะที่ 2 (Trickle Charge) : จะเป็นระยะที่กระแสไฟจะค่อยๆลดลง จนอยู่ในระดับที่ต่ำกว่า 3% ของอัตรากระแสเฉลี่ย และจะถูกตัดการชาร์จไปในที่สุด ทั้งนี้ก็เพื่อเป็นการถนอมการใช้งานแบตเตอรี่นั่นเอง จะสังเกตได้ว่าหากเรานำมือไปสัมผัสกับแบตเตอรี่ในระหว่างที่ทำการชาร์จไฟ หากอยู่ในระยะที่ 1 จะรู้สึกได้ว่าร้อน แต่เมื่อเข้าสู่ระยะที่ 2 แล้ว จะรู้สึกได้ว่าเย็นลง

 

ซึ่งจากการชาร์จไฟให้กับแบตเตอรี่ชนิด Li-ion โดยทั่วไปที่พบนั้น โดยมากมักจะเต็มภายในระยะเวลาไม่เกิน 3 ชั่วโมง และถึงแม้จะเป็นการชาร์จไฟในระดับสูงหรือชาร์จด้วยกระแสไฟสูง ก็ไม่ได้ช่วยให้ระยะเวลาในการชาร์จโดยรวมลดลงมากนัก เพราะการชาร์จด้วยกระแสไฟสูงจะช่วยเร่งระยะเวลาในการชาร์จในระยะที่ 1 ให้เซลล์ของแบตเตอรี่ได้รับแรงดันไฟจนถึงระดับที่กำหนดเร็วยิ่งขึ้น แต่ท้ายที่สุดแล้วก็ยังต้องใช้เวลาไปกับการ Trickle Charge ในระยะที่ 2 อยู่

 

ระยะเวลาในการใช้งาน กับความจุของแบตเตอรี่

 

ตัวเลขที่ระบุค่าความจุของแบตเตอรี่บนสมาร์ทโฟน จะเป็นตัวบ่งบอกถึงความสามารถในจ่ายกระแสไฟได้อย่างต่อเนื่องเป็นปริมาณกี่มิลลิแอมป์หรือกี่แอมป์ต่อระยะเวลา 1 ชั่วโมงของแบตเตอรี่ก้อนนั้นๆ ยกตัวอย่างเช่น หากตัวเลขค่าความจุของแบตเตอรี่ระบุไว้ว่า 1,810 mAh นั่นก็หมายความว่า แบตเตอรี่ก้อนนี้สามารถจ่ายกระแสไฟต่อเนื่องได้ในปริมาณ 1,810 มิลลิแอมป์ (mA) หรือก็คือประมาณ 1.81 แอมป์ (A) เป็นระยะเวลา 1 ชั่วโมง เพราะฉะนั้นสรุปได้ว่า หากตัวเลขค่าความจุของแบตเตอรี่ยิ่งมาก ก็จะยิ่งช่วยให้เราสามารถใช้งานหรือทำกิจกรรมต่างๆบนมือถือได้เป็นระยะเวลานานยิ่งขึ้นนั่นเอง ยกตัวอย่างระยะเวลาในการใช้งานเพื่อทำกิจกรรมต่างๆเทียบกับความจุของแบตเตอรี่บนสมาร์ทโฟนในปัจจุบัน อาทิ iPhone 6, iPhone 6 Plus, Samsung Galaxy S5 และ Samsung Galaxy Note 4 มีรายละเอียดดังนี้

 

 

จำนวนรอบการชาร์จ (Cycle) บอกถึงอายุแบตเตอรี่

 

แบตเตอรี่ที่ใช้กับสมาร์ทโฟนและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพาต่างๆทั้งที่เป็นชนิด Li-ion (ลิเธียมไอออน) และ Li-po (ลิเธียมโพลีเมอร์) ต่างก็มีวันหมดอายุหรือเสื่อมสภาพการใช้งานด้วยกันทั้งสิ้น ต่างกันแค่ช้าหรือเร็วเท่านั้น ซึ่งเมื่อถึงเวลาเสื่อมสภาพก็จำเป็นต้องเปลี่ยนแบตฯใหม่ไม่ควรฝืนใช้งานต่อ เพราะอาจเป็นอันตรายและเก็บไฟได้ไม่เสถียร

 

การที่จะทำให้เราทราบถึงวันหมดอายุหรือเสื่อมสภาพของแบตเตอรี่ที่ใช้ได้นั้น เราจะใช้วิธีนับจำนวนรอบของการชาร์จหรือเรียกสั้นๆว่าการนับ Cycle ซึ่งจะเป็นตัวเลขที่บ่งบอกถึงอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ว่ายังเหลือให้ใช้งานได้อยู่อีกมากน้อยแค่ไหนจนกว่าจะครบตามจำนวนรอบที่บอกถึงการเสื่อมสภาพของแบตเตอรี่นั้นๆ โดยในการชาร์จไฟให้กับแบตเตอรี่ทุกครั้ง เมื่อชาร์จครบ 100% จะนับเป็น 1 Cycle หรือ 1 วงรอบของการชาร์จ เพื่อให้เข้าใจได้ง่ายขึ้นเรามาดูตัวอย่างของการนับวงรอบของการชาร์จหรือนับ Cycle กัน

 

โดยเริ่มต้น หากความจุของแบตเตอรี่บนมือถือของเราเหลือ 40% (แสดงว่าอีก 60% ที่เหลือนั้นถูกใช้งานไปแล้ว) แล้วนำไปชาร์จไฟจนเต็ม 100% นั่นหมายถึง เราได้ทำการชาร์จไฟบวกเพิ่มเข้าไปอีก 60% เพื่อให้ครบ 100% จึงนับเป็นวงรอบของการชาร์จได้ 0.6 Cycle หลังจากนั้นเมื่อนำมือถือไปใช้งานเรื่อยๆตามปกติ จนแบตเตอรี่เหลือ 60% (แสดงว่าถูกใช้งานไปเพียง 40%) เมื่อนำมาชาร์จไฟจนเต็ม 100% อีกครั้ง นั่นหมายถึง เราได้ทำการชาร์จไฟบวกเพิ่มเข้าไปอีกเพียง 40% เพื่อให้ครบ 100% เมื่อนับวงรอบของการชาร์จในครั้งนี้รวมกับครั้งที่แล้วหรือครั้งที่ผ่านๆมา จะได้จำนวนรอบโดยรวมเป็น 0.4 + 0.6 = 1 Cycle นั่นเอง

 

แบตเตอรี่ของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพาบางชนิด อาจมีค่ามาตรฐานหรือการนับอายุการใช้งานสูงสุดได้ถึง 1,000 – 1,500 Cycle ก่อนจะเสื่อมสภาพ แต่ค่ามาตรฐานสำหรับอุปกรณ์อย่าง iPhone, iPod Touch และ iPad จะอยู่ที่ประมาณ 500, 400 และ 1,000 Cycle โดยให้ลองนึกภาพว่าหากเราใช้แบตเตอรี่ทุกวันโดยเฉลี่ยวันละ 50% แล้วชาร์จจนเต็มทุกวัน นั่นหมายถึง ทุกๆ 2 วันจะนับวงรอบได้ 1 Cycle กว่าจะครบ 500 Cycle (iPhone) ที่แบตจะเสื่อม เราจะสามารถใช้งานแบตเตอรี่นี้ได้นานถึง 500 x 2 = 1,000 วัน หรือก็คือประมาณ 2 ปีกว่าหรือเกือบๆ 3 ปีนั่นเอง หรืออีกตัวอย่างคือ ค่ามาตรฐานสำหรับอุปกรณ์อย่าง Apple Watch จะอยู่ที่ประมาณ 1,000 Cycle ถ้าหากเราใช้แบตฯทุกวันโดยเฉลี่ยวันละ 50% แล้วชาร์จจนเต็มทุกวัน เราจะสามารถใช้งานแบตเตอรี่นี้ได้นานถึง 1,000 x 2 = 2,000 วัน หรือก็คือประมาณ 5 ปีกว่า แต่ในการใช้งานจริงแบตเตอรี่อาจเสื่อมสภาพได้เร็วกว่านี้เนื่องจากยังมีตัวแปรอีกหลายอย่างที่ทำให้แบตฯเสื่อมเร็ว

 

เราจะทราบจำนวนรอบในการชาร์จ (Cycle) ของแบตเตอรี่บนสมาร์ทโฟนของเราได้อย่างไร

 

หากเราใช้อุปกรณ์จำพวก iDevice ต่างๆอย่าง iPhone, iPad ฯลฯ แล้วทำการเจลเบรกเอาไว้ ให้ดาวน์โหลดแอพฯที่ชื่อ BatteryDetective มาใช้ แต่ถ้าหากเครื่องเราไม่ได้เจลเบรก เราจำเป็นต้องดูผ่านคอมพิวเตอร์โดยให้เชื่อมต่ออุปกรณ์เข้ากับคอมพิวเตอร์ จากนั้นให้ไปดาวน์โหลดโปรแกรม iBackupBot จากเว็บ www.icopybot.com มาติดตั้งลงในคอมพิวเตอร์ แล้วเปิดโปรแกรมขึ้นมา

 

จากนั้นโปรแกรมจะตรวจสอบรายละเอียดของอุปกรณ์ iDevice ที่เราเชื่อมต่อเข้ากับคอมพิวเตอร์ เมื่อพบแล้วให้คลิกที่ชื่อของอุปกรณ์ iDevice ที่เราใช้ในกรอบ Devices แล้วคลิกที่ More Informations จะปรากฏหน้าต่างแสดงข้อมูลต่างๆของแบตเตอรี่ที่อยู่ในตัวอุปกรณ์ iDevice ของเรา จะเห็นบรรทัดที่เขียนว่า CycleCount ซึ่งตัวเลขนี้ก็คือ จำนวนรอบของแบตเตอรี่ลูกนี้ที่ถูกชาร์จไปแล้วนั่นเอง (ในที่นี้คือ 1484 เกินกว่าค่ามาตรฐานที่ 500 มาเกือบ 2 เท่า ก็ถือว่าใช้งานได้เกินคุ้มแล้วอ่ะนะ ^^! แฮร่!)

 

 

 

ส่วนบรรทัดอื่นๆคือ

DesignCapacity (ความจุของแบตฯที่ออกแบบมา)

FullChargeCapacity (ความจุที่ชาร์จได้เต็มที่ ต่างกันไปตามแต่ละรุ่นอุปกรณ์)

BatteryCurrentCapacity (เปอร์เซ็นต์ของแบตฯ ณ ตอนนี้)

BatteryCharging (สถานะของการชาร์จแบตฯ True=ชาร์จได้ปกติ/False=แบตฯมีปัญหาหรือชาร์จไฟไม่เข้า ^^!)

FullyCharged (แบตฯถูกชาร์จเต็มอยู่หรือไม่ True=เต็ม/False=ยังไม่เต็ม)

 

ชาร์จแบตฯให้สมาร์ทโฟนในแบบไร้สาย (Wireless Charger)

 

ถ้าพูดถึงการชาร์จแบตฯให้กับสมาร์ทโฟนคุณคงนึกถึงอะแดปเตอร์คู่ตัวที่ใช้เสียบกับไฟบ้านซึ่งคุณเองก็คงใช้อยู่เป็นประจำทุกวี่วันอยู่แล้ว หรือไม่ถ้าหากคุณเป็นคนที่ชอบเดินทางไปไหนมาไหนบ่อยๆก็คงนึกถึงแบตเตอรี่สำรอง (Power Bank) เพราะสะดวกและไม่ต้องคอยพึ่งพาปลั๊กไฟบ้านอยู่บ่อยๆ แต่บางคนอาจนึกไม่ถึงว่ายังมีการชาร์จแบตฯให้กับสมาร์ทโฟนอีกแบบที่ไม่ต้องคอยมานั่งเสียบอะแดปเตอร์เข้ากับปลั๊กไฟบ้านหรือหยิบแบตเตอรี่สำรองขึ้นมาใช้ให้ยุ่งยาก เพียงแต่สมาร์ทโฟนของคุณต้องถูกออกแบบมาให้รองรับกับเทคโนโลยีนี้ด้วย นั่นก็คืิอ การชาร์จแบตเตอรี่ในแบบไร้สาย (Wireless Charger) ที่ซึ่งเป็นการชาร์จแบตฯโดยที่ไม่ต้องเชื่อมต่อสายใดๆระหว่างแท่นชาร์จกับตัวสมาร์ทโฟนเหมือนกับการใช้อะแดปเตอร์ เพียงแค่เสียบปลั๊กให้กับแท่นชาร์จ จากนั้นเมื่อใดก็ตามที่ต้องการชาร์จแบตฯก็แค่วางสมาร์ทโฟนของคุณแปะไว้บนแท่นชาร์จ ซึ่งถ้าแท่นชาร์จมีขนาดใหญ่ก็สามารถวางสมาร์ทโฟนและอุปกรณ์ที่รองรับได้หลายเครื่องพร้อมกัน เพียงเท่านี้แบตฯก็จะถูกชาร์จไปเรื่อยๆจนเต็ม จากนั้นเราก็สามารถหยิบไปใช้งานต่อในทันที

 

“Wireless Charger ทำงานอย่างไร ?”

 

สำหรับเทคโนโลยีในการชาร์จแบตเตอรี่ในแบบไร้สายหรือที่เรียกกันทั่วไปว่า Wireless Charger นั้น ถ้าจะพูดให้ถูกต้องกันจริงๆแล้วต้องเรียกว่า Inductive Charger เพราะในทางเทคนิคแล้วจะเป็นการชาร์จโดยอาศัยหลักการของการเหนี่ยวนำของสนามแม่เหล็กจนก่อให้เกิดกระแสไฟฟ้านั่นเอง ซึ่งตรงนี้จะขออธิบายถึงกระบวนการในการทำงานคร่าวๆของอุปกรณ์ซึ่งเป็นแท่นชาร์จที่ทำหน้าที่เป็นตัวส่ง กับสมาร์ทโฟนหรืออุปกรณ์ใดๆที่รองรับเทคโนโลยีดังกล่าวนี้ที่จะทำหน้าที่เป็นตัวรับ ซึ่งกระบวนการในการทำงานเป็นดังนี้

 

 

 

ภายในแท่นชาร์จ (ตัวส่ง) จะประกอบด้วยเส้นลวดทองแดงที่ขดตัวกันเป็นวงหลายชั้น และเมื่อปล่อยกระแสไฟฟ้าให้ไหลผ่านไปตามขดลวดก็จะก่อให้เกิดสนามแม่เหล็กไฟฟ้าขึ้น ซึ่งเส้นแรงแม่เหล็กจะมีทิศทางพุ่งผ่านแกนกลางของขดลวดจนทำให้เกิดการแผ่กว้างออกไปของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า ขณะเดียวกันก็จะมีเส้นแรงแม่เหล็กบางส่วนที่หมุนวนกลับไปซึ่งเป็นทิศทางการเคลื่อนที่ตามปกติของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าอยู่แล้ว แต่เส้นแรงแม่เหล็กที่หมุนวนกลับนี้จะกลายเป็นพลังงานที่สูญเสียไปโดยเปล่าประโยชน์ เพราะฉะนั้นหากเพิ่มปริมาณกระแสไฟฟ้าให้ไหลผ่านขดลวดมากขึ้น ก็จะยิ่งทำให้เกิดการแผ่กว้างของสนามแม่เหล็กไฟฟ้ามากยิ่งขึ้นตามไปด้วย นี่คือสิ่งที่เกิดขึ้นกับแท่นชาร์จ (ตัวส่ง)

 

 

 

ภายในสมาร์ทโฟนหรืออุปกรณ์ใดๆที่รองรับเทคโนโลยีนี้ (ตัวรับ) ก็จะประกอบด้วยเส้นลวดทองแดงที่ขดตัวกันเป็นวงหลายชั้นเช่นเดียวกันแต่ออกแบบให้มีจำนวนขดที่เหมาะสม โดยอาศัยหลักการในทางตรงกันข้ามคือ เมื่อนำตัวรับมาวางไว้บนแท่นชาร์จ (ตัวส่ง) สนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่แผ่กว้างออกมาจากแท่นชาร์จ (ตัวส่ง) เมื่อตัดกับขดลวดทองแดงที่อยู่ภายในตัวสมาร์ทโฟน (ตัวรับ) เส้นแรงแม่เหล็กที่พุ่งผ่านแกนกลางของขดลวดจะก่อให้เกิดกระแสไฟฟ้าหรือที่เรียกว่ากระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำเกิดขึ้นบนขดลวดทองแดง และเมื่อนำไปผ่านกระบวนการทางไฟฟ้าจึงได้ออกมาเป็นกระแสไฟฟ้า (I) และแรงดันไฟฟ้า (V) ที่เหมาะสมต่อการชาร์จไฟให้กับแบตเตอรี่บนสมาร์ทโฟนหรืออุปกรณ์ใดๆที่รองรับเทคโนโลยีนี้นั่นเอง

 

เป็นไงครับฟังดูแล้วเหมือนจะเข้าใจยาก แต่จริงๆแล้วเป็นหลักการง่ายๆที่เราๆท่านๆเคยเรียนรู้กันมาแล้ว เช่น เรื่องของสนามแม่เหล็กและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าตั้งแต่สมัยเรียนอยู่มัธยม ซึ่งอาศัยหลักการเดียวกันกับหม้อแปลงไฟฟ้านั่นเอง

 

“การสูญเสียพลังงานหรือ Loss เกิดขึ้นได้อย่างไร ? มีปัจจัยอะไรที่เป็นสาเหตุให้เกิด Loss ?”

 

แล้วสงสัยบ้างมั๊ยครับว่าในการที่ต้องสูญเสียพลังงานไปโดยเปล่าประโยชน์หรือที่เรียกว่าการเกิด Loss ขึ้นในระหว่างที่กำลังชาร์จแบตฯด้วยวิธีนี้นั้นจะก่อให้เกิดปัญหาอะไรบ้าง และมีปัจจัยอะไรที่เป็นสาเหตุที่ก่อให้เกิดการสูญเสียพลังงานหรือ Loss บ้าง เรามาดูกันครับ

 

เมื่อเส้นแรงแม่เหล็กบางส่วนที่หมุนวนกลับหรือมีทิศทางพุ่งไปไม่ถึงขดลวดทองแดงของตัวรับจะก่อให้เกิดการสูญเสียพลังงานบางส่วน ซึ่งทำให้เกิดผลลัพธ์ก็คือ ต้องใช้เวลาในการชาร์จแบตฯที่นานขึ้นกว่าที่ควรจะเป็นซึ่งทำให้เปลืองไฟมากขึ้น ส่วนปัจจัยที่ก่อให้เกิดการสูญเสียพลังงาน ก็เช่น ระยะห่างระหว่างตัวส่งกับตัวรับ ซึ่งควรจะวางให้แนบชิดติดกัน เพราะถ้าห่างกันแม้เพียงเล็กน้อยก็จะเกิดการสูญเสียพลังงานเพิ่มขึ้น อีกปัจจัยนึงก็คือ เราควรวางให้แนวขดลวดระหว่างตัวส่งกับตัวรับตรงกัน หรือพูดง่ายๆก็คือให้วางไว้ตรงกลางๆ เพราะหากวางไว้เหลื่อมกันก็จะมีเส้นแรงแม่เหล็กเพียงบางส่วนที่พุ่งผ่านแกนกลางของขดลวดที่อยู่ในตัวรับได้เท่านั้น ซึ่งนั่นเท่ากับว่าจะเกิดการสูญเสียพลังงานที่มากขึ้นนั่นเอง

 

“มาตรฐานกลางที่ใช้ร่วมกับของเทคโนโลยีนี้ ? คำตอบคือ…”

 

ปัจจุบันมาตรฐานของการชาร์จแบตเตอรี่ในแบบไร้สายที่มีใช้กันในอุปกรณ์ Wireless Charger ทั่วๆไปนั้นจะใช้เป็นมาตรฐานเดียวกันคือ Qi (อ่านว่า “ชี่“) ซึ่งมีข้อตกลงหลายอย่างที่ใช้เป็นมาตรฐานกลางร่วมกัน อาทิ ควรใช้กำลังไฟที่ต่ำ (Low Power) คืออยู่ในช่วงแค่ 0-5 วัตต์ และระยะห่างระหว่างขดลวดของตัวส่งกับตัวรับ ควรอยู่ที่ระยะประมาณ 5 มิลลิเมตร หรือสูงสุดไม่ควรเกิน 40 มิลลิเมตร เป็นต้น

 

ปัจจุบันมีบริษัทผู้ผลิตมือถือหรือสมาร์ทโฟนหลายยี่ห้อร่วมให้การสนับสนุน อาทิ Asus, HTC, Huawei, LG Electronics, Motorola Mobility, Nokia, Samsung, BlackBerry และ Sony ดังนั้นจึงนับเป็นเรื่องที่ดีเพราะจะช่วยให้เราสามารถเลือกใช้ยี่ห้ออุปกรณ์ได้หลากหลาย ยกตัวอย่างเช่น ถ้าหากเราใช้สมาร์ทโฟนของ Samsung ที่ปัจจุบันก็มีหลายรุ่นที่รองรับเทคโนโลยีนี้อย่าง Galaxy S4, Galaxy Note 3, Galaxy S5, Galaxy Note 4 และ Galaxy S6 ก็สามารถที่จะเลือกใช้แท่นชาร์จแบบไร้สายของยี่ห้ออื่นได้นั่นเอง