สำหรับคอลัมน์นี้เราจะมาสร้างแถบความร้อนสำหรับกันฝ้าหน้ากล้อง ซึ่งสมัยก่อนอุปกรณ์ตัวนี้ยังไม่มีขายในบ้านเรา และราคาค่อนข้างสูง แต่ปัจจุบันก็ยังไม่มีใครเอาเข้ามาขาย แต่ไม่ต้องสนใจล่ะครับ วันนี้เราสามารถทำเองได้ง่ายๆ โดยสูตรการสร้างเจ้าแถบความร้อนนี้ ผมนำมาจาก คุณอภิรัตน์ ประสิทธิ์ วิศวกรประจำสำนักปฏิบัติการและพัฒนาหอดูดาว สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ
หากใครที่ถ่ายดาวบ่อยๆ ก็คงทราบกันดีว่าปัญหาใหญ่สำหรับการถ่ายภาพในเวลากลางคืนนานๆ หลายชั่วโมงคือ ฝ้าที่จะเกิดขึ้นที่หน้าเลนส์ของเราเอาง่ายๆ ยิ่งวันไหนมีความชื้นสูงๆ หรือช่วงวันฟ้าใสที่มักมากับวันหลังฝนตกเสร็จใหม่ๆ ยิ่งมีความชื้นในอากาศสูงมาก เจ้าแถบความร้อนนี่แหละที่จะมาช่วยให้เราสามารถถ่ายภาพได้นานขึ้นและไม่พลาดโอกาสในคืนวันฟ้าใสอย่างน่าเสียดายไปครับ
หลายคนคงเคยเรียนฟิสิกส์มาเรื่องกฎของโอห์ม ซึ่งใช้อธิบายความสัมพันธ์ระหว่างกระแสไฟฟ้ากับ ความต่างศักย์ไฟฟ้า และ กระแสไฟฟ้ากับความต้านทาน จากสมการ
V = IR
โดยที่ V คือความต่างศักย์ มีหน่วยเป็น โวลต์
I คือกระแสในวงจร หน่วยเป็น แอมแปร์
Rคือความต้านทานในวงจร หน่วยเป็น โอห์ม
และ P=IV
โดยที่ Pคือกำลังไฟฟ้า หน่วยเป็น วัตต์
V คือความต่างศักย์ มีหน่วยเป็น โวลต์
I คือกระแสในวงจร หน่วยเป็น แอมแปร์
จากทั้งสองสมการที่กล่าวมาเราก็สามารถนำมา ใช้ในการสร้างแถบความร้อนกันได้แล้วครับมาเริ่มกันเลยครับ โดยโจทย์ของการสร้างแถบความร้อนของเรามีดังนี้
- ต้องใช้แหล่งพลังงานจาก Power Bank เท่านั้น เนื่องจากพกพาสะดวก หาซื้อง่าย
- สามารถให้ความร้อนที่ทำให้ตัวเลนส์อุ่นได้มากพอ ที่ไม่ทำให้หน้าเลนส์เกิดฝ้า และไม่ทำอันตรายต่อตัวเลนส์
- สามารถใช้งานได้ในเวลาไม่ต่ำกว่า 3 ชั่วโมง
- ต้องใช้งบประมาณในการสร้างต่ำ
- อุปกรณ์ที่ใช้มีดังนี้
1. ตัวต้านทานขนาด 100 โอห์ม (มีอัตราทนกำลังประมาณ 1/4 วัตต์) จำนวน 30 ตัว
2. สาย USB ตัดจากเมาส์เก่าที่เสียแล้ว
3. ตะกั่วบัคกรี
4. Power Bank ขนาด 10,000 mAh
5. เศษผ้าสำหรับใช้พันแถบความร้อน
จากโจทย์ เราเลือกใช้ Power Bank ซึ่งให้กระแส 1.0-2.2 A / 5V.
จาก V = IR
V : 5 โวลต์
R : 3.3 โอห์ม
ได้I = 5/3.3
I = 1.5 แอมแปร์
จาก P = IV
I : 1.5
V : 5 โวลต์
ได้ P = 1.5 x 5
P = 7.5 วัตต์
โดยค่า P = 7.5 วัตต์ คือค่าที่ผ่านการทดสอบแล้วว่า ให้ความร้อนที่พอเหมาะสม ที่ช่วยให้หน้ากล้องไม่เกิดไอน้ำหรือฝ้าหน้ากล้องที่ความชื้นสูงกว่า 100 เปอร์เซ็น ภายใต้อุณหภูมิ 10 องศาเซลเซียสได้ดี โดยใช้สถานที่บริเวณยอดดอยอินทนนท์ในการทดสอบ
หมายเหตุ : สาเหตุในการเลือกใช้ตัวต้านทานแค่ 30 ตัวนั้น ทำให้เราได้ค่า P กำลังไฟฟ้าที่ประมาณ 7.5 วัตต์ ซึ่งร้อนเพียงพอสำหรับใช้งานแล้ว หากเพิ่มตัวต้านทานมากเกินไปจะทำให้ต้องใช้กระแสไฟเกินกว่าที่ Power Bank จะจ่ายได้ ซึ่งอาจทำให้ไม่ได้ความร้อนที่เพียงพอ
หลังจากการคำนวณหาค่ากำลังไฟฟ้าที่เหมาะสมแล้ว จากนั้นก็มาถึงขั้นตอนการคำนวณหาระยะเวลาใช้งานกันต่อครับ
การคำนวณเวลาการใช้งานแถบความร้อน
ในการคำนวณหาเวลาในการใช้งาน ปัจจัยหลักคือ Power Bank ที่มีขายตามท้องตลาดทั่วไป โดยหากมี mAh มากเท่าไหร่ก็ใช้งานได้นานเท่านั้น แต่เราควรเลือกใช้ตั้งแต่กี่ mAh นั้น อันนี้เราสามารถคำนวณหาได้ดังนี้ครับ
ตัวอย่าง :
หากใช้ Power Bank ขนาด 10,000 mAh /5V
จาก P = IV
P = 10 x 5
P = 50
หากใช้ Power Bank ขนาด 5,000 mAh /5V
จาก P = IV
P = 5 x 5
P = 25
หลังจากที่คำนวณหาค่ากำลังไฟฟ้าที่ได้จาก แถบความร้อนจากตัวต้านทานทั้ง 30 ตัวแล้ว เท่ากับ 7.5 วัตต์ และกำลังไฟฟ้าที่ได้จาก Power Bank เราก็สามารถนำมาหาค่าเวลาที่จะสามารถใช้งานกันแล้ว
ตัวอย่าง :เมื่อใช้ Power Bank 10,000 mAh (P = 50)
ได้เวลา 50/7.5 = 6.7 h
เมื่อใช้ Power Bank 5,000 mAh (P = 25)
ได้เวลา 25/7.5 = 3.3 h
และทั้งหมดที่กล่าวมา คุณอาจไม่ต้องคิดมากเพียงทำตามสูตรที่แนะนำมาก็สามารถนำไปใช้ทำแถบความร้อนง่ายๆ แต่ใช้งานได้จริงกันแล้วครับ ไม่ต้องง้อซื้อจากต่างประเทศราคาหลายพันให้เปลืองตังค์ครับ
เกี่ยวกับผู้เขียน
ศุภฤกษ์ คฤหานนท์
สำเร็จการศึกษาครุศาสตรบัณฑิต สาขาฟิสิกส์ จากมหาวิทยาลัยราชภัฏเชียงใหม่ และครุศาสตรมหาบัณฑิต สาขาเทคโนโลยีและการสื่อสาร จากมหาวิทยาลัยราชภัฏเชียงใหม่
ปัจจุบันเป็นหัวหน้างานบริการวิชาการทางดาราศาสตร์ สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน) หรือ สดร., เคยทำวิจัยเรื่อง การทดสอบค่าทัศนวิสัยท้องฟ้าบริเวณสถานที่ก่อสร้างหอดูดาวแห่งชาติ มีประสบการณ์ในฐานะวิทยากรอบรมการดูดาวเบื้องต้น และเป็นวิทยากรสอนการถ่ายภาพดาราศาสตร์ในโครงการประกวดภาพถ่ายดาราศาสตร์ ประจำปี 2554 ของ สดร.ในหัวข้อ “มหัศจรรย์ภาพถ่ายดาราศาสตร์ในเมืองไทย”
“คุณค่าของภาพถ่ายนั้นไม่เพียงแต่ให้ความงามด้านศิลปะ แต่ทุกภาพยังสามารถอธิบายด้วยหลักการทางวิทยาศาสตร์ได้อีกด้วย”
อ่านบทความ ศุภฤกษ์ คฤหานนท์ ทุกวันจันทร์ที่ 1 และ 3 ของเดือน
