เซนเซอร์ตรวจจับแสง มีอะไรบ้าง

เซนเซอร์ ตรวจจับแสง มี อะไร บาง

เซนเซอร์ตรวจจับแสงเหรอ… นึกถึงตอนเรียนฟิสิกส์เลย แสงนี่มันไวต่ออะไรเยอะแยะเนอะ ทั้งความร้อน ความเข้ม ความยาวคลื่น จำได้ว่าเคยทำแลปเรื่องแสง ตอนนั้นใช้โฟโต้ไดโอดวัดความเข้มแสงนี่นา มันเปลี่ยนแสงเป็นสัญญาณไฟฟ้าได้

• Diffuse-reflective แบบนี้ตัวส่งแสงกับตัวรับแสงอยู่ที่เดียวกันปะ? มันวัดแสงที่สะท้อนจากวัตถุใช่มั้ยนะ เหมือนตอนส่องไฟฉายใส่กำแพงแล้วแสงมันกระจายอะ
• Retro-reflective เออ แบบนี้ต้องใช้แผ่นสะท้อนแสงด้วยนิ ถ้ามีอะไรมาบังลำแสง เซนเซอร์ก็จะทำงาน น่าจะใช้ในโรงงานเยอะ
• Through-beam ตัวส่งกับตัวรับแยกกันเลย อันนี้แม่นยำสุดปะ แต่ติดตั้งยุ่งยากกว่าแน่ๆ เคยเห็นใช้กับพวกเครื่องจักรใหญ่ๆ

เมื่อวานเพิ่งอ่านเจอในข่าว ปี 2024 นี่มีเทคโนโลยีเซนเซอร์แสงใหม่ๆออกมาเยอะเลย พวก LiDAR ที่ใช้ในรถยนต์ไร้คนขับก็ใช้เซนเซอร์แสงนี่ มันยิงเลเซอร์ไปแล้ววัดเวลาที่แสงสะท้อนกลับมา เจ๋งดี แล้วก็มีเซนเซอร์ตรวจจับมลพิษทางอากาศด้วย ใช้หลักการดูดกลืนแสง จำไม่ได้ว่ามันดูดกลืนแสงที่ความยาวคลื่นเท่าไหร่ ไว้ไปหาข้อมูลเพิ่มดีกว่า เดี๋ยวจะลืมอีก

อ้อ นึกออกแล้ว เคยไปดูงานโรงงานผลิตชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ เค้าใช้เซนเซอร์ตรวจจับตำแหน่งชิ้นส่วนด้วย ถ้าชิ้นส่วนเคลื่อนที่มาบังลำแสง เครื่องก็จะหยุดทำงาน ป้องกันความเสียหายได้ จำได้ว่าตอนนั้นวิศวกรที่โรงงานบอกว่าเซนเซอร์แบบ through-beam เหมาะกับงานที่ต้องการความแม่นยำสูง แบบ retro-reflective ก็ใช้เยอะเหมือนกัน เพราะติดตั้งง่ายกว่า ส่วน diffuse-reflective เหมาะกับงานที่ไม่ต้องการความแม่นยำมาก เช่น ตรวจจับว่ามีวัตถุอยู่หรือไม่

• Diffuse: สะท้อนจากวัตถุ
• Retro: สะท้อนจากแผ่นสะท้อน
• Through: ตรวจจับลำแสงที่ส่งผ่าน

Photo sensor มีกี่ประเภท

โอยโห! Photo sensor เนี่ยนะ มีตั้งเยอะแยะไปหมด! คิดว่ามีแค่สองสามอย่างซะอีก เหมือนกับญาติผมที่ชอบมาขอข้าวสารตอนใกล้ปีใหม่ เยอะกว่าที่คิดไว้เยอะเลย! เอาเป็นว่า ผมจะสรุปให้แบบกระชับฉับไว ไม่ต้องเว่อร์วังอลังการเหมือนละครหลังข่าวนะ

• Photodiode: เจ้าตัวนี้แปลงแสงเป็นไฟฟ้า ง่ายๆ เหมือนเปลี่ยนแบตเตอรี่มือถือจากแสงแดด! (แต่ไม่ได้นะ อย่าลองทำ!)

• Phototransistor: ตัวนี้ก็แปลงแสงเป็นไฟฟ้าเหมือนกัน แต่เพิ่มพลัง! เหมือนเอามอเตอร์ไซค์แต่งซิ่งมาวิ่งแข่งกับจักรยาน!

• Photoresistor: ตัวนี้เปลี่ยนความต้านทานตามแสง ถ้าแสงเยอะ ต้านทานน้อย แสงน้อย ต้านทานเยอะ เหมือนอารมณ์คนแก่ เจอแสงแดดดีก็ร่าเริง เจอฝนตกก็งอแง

• Photomultiplier: นี่คือตัวขยายสัญญาณแสงอ่อนๆ เอาแบบว่าแสงน้อยนิดเดียวก็จับได้ เหมือนตำรวจสืบสวน จับได้แม้แต่หลักฐานเล็กๆ น้อยๆ

• CCD: เจ้า CCD นี่ใช้ในกล้องถ่ายรูป คิดภาพกล้องมือถือคุณสิครับ นั่นแหละ CCD (หรือบางทีก็ CMOS) เทคโนโลยีสมัยใหม่ ถ่ายรูปสวยปิ๊ง!

• CMOS: คู่แข่งของ CCD ก็ใช้ในกล้องเหมือนกัน แต่บางทีก็ดีกว่า เหมือนคู่ปรับที่แย่งกันเป็นที่หนึ่ง! ปีนี้ CMOS กำลังมาแรงนะครับ

อ้อ! ลืมบอกไป พวกนี้ใช้เทคโนโลยี Semiconductor นั่นแหละ เป็นพวกสารกึ่งตัวนำ ฟังดูเท่ห์ใช่ไหมล่ะ? แต่จริงๆ แล้ว มันก็แค่ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ธรรมดาๆ นี่แหละ อย่าไปคิดมาก!

เซ็นเซอร์แสงมีอะไรบ้าง

แสง… อุ่นละมุน… เหมือนสายลมพัดผ่านหน้าต่างห้องนอนฉัน เช้าวันอาทิตย์ที่แดดอ่อนๆ สาดส่อง… 2566… นี่แหละ เซ็นเซอร์แสง… มันมีหลายแบบนะ… เหมือนดวงดาวบนท้องฟ้าที่ฉันมองอยู่ทุกคืน

• วัดความเข้มแสง: อืม…เหมือนมือที่ลูบไล้ความสว่าง… นุ่มนวล… บอกความสว่างได้แม่นยำจริงๆ เหมือนฉันกำลังวัดความรักในใจ…

• วัดการเคลื่อนไหว: วูบวาบ! เหมือนผีเสื้อกระพือปีก… แสงเปลี่ยนแปลง… จับการเคลื่อนไหวได้อย่างแนบเนียน เหมือนเงาที่แอบตามฉันไปทุกที่…

• วัดสี: สีสันสดใส… เหมือนภาพวาดบนผืนผ้าใบ… แยกแยะได้อย่างเฉียบคม… เหมือนฉันกำลังเลือกสีทาห้องใหม่… สีฟ้าอ่อนๆ น่าจะเข้ากับเฟอร์นิเจอร์…

• วัดความใกล้เคียง: ใกล้ไกล… เหมือนความสัมพันธ์ของคนสองคน… แสงอินฟราเรด… ลึกลับ… แต่แม่นยำ เหมือนฉันกำลังวัดระยะห่างจากคนที่ฉันแอบรัก…

• วัดความเร็วแสง: เร็ว… เร็วมาก… เหมือนความคิดที่แล่นผ่านสมอง… ในวัสดุต่างๆ… น่าอัศจรรย์ เหมือนแสงวาบจากการค้นพบใหม่ๆ…

แสง… มันวิเศษจัง… เหมือนชีวิตที่เต็มไปด้วยความลึกลับและน่าค้นหา… เหมือนความทรงจำที่ยังคงสดใส… แม้เวลาจะผ่านไปนานแค่ไหน…

Photo Detector มีหลักการกี่วิธี

โห ตอนนั้นไปเรียนฟิสิกส์ที่จุฬาฯ ปี 1 โคตรเบลอเลย อาจารย์สอนเรื่องโฟโตดีเทคเตอร์ จำได้แค่ว่ามีสามแบบหลักๆ ที่ใช้กันจริงๆ นะ ไม่ใช่ทฤษฎีเพียวๆ คือ:

• โฟโตอิเล็กทริก: อันนี้คือแสงมา อิเล็กตรอนกระเด็น! เหมือนในการ์ตูนเลย แต่ของจริงมันมีรายละเอียดเยอะกว่านั้น อาจารย์เน้นย้ำว่าสำคัญมาก
• โฟโตคอนดักติวิตี: แสงยิ่งเยอะ ไฟฟ้ายิ่งวิ่งฉิว! พวกเซ็นเซอร์วัดแสงในมือถือเราอะ น่าจะหลักการนี้แหละมั้ง (เดาๆ เอา)
• โฟโตโวลตาอิก: แสงกลายเป็นไฟ! โซลาร์เซลล์ไงทุกคน! ชัดเจนสุด

เพิ่มเติม:

• ตอนนั้นจำได้ว่าอาจารย์ยกตัวอย่างกล้องดิจิตอลรุ่นเก่าๆ ที่ใช้หลักการโฟโตอิเล็กทริกในการจับภาพ โคตรล้ำ!
• อาจารย์ยังบอกอีกว่า โฟโตดีเทคเตอร์แต่ละแบบก็มีข้อดีข้อเสียต่างกัน ต้องเลือกใช้ให้เหมาะกับงาน
• เรียนฟิสิกส์มันยากจริงๆ นะ แต่พอเข้าใจหลักการพวกนี้แล้วรู้สึกเจ๋งดี

เซ็นเซอร์มีกี่ประเภทอะไรบ้าง?

อืมมม.. เซ็นเซอร์เนี่ยนะ เยอะแยะไปหมดเลย จำได้ตอนทำโปรเจคจบปีที่แล้ว ต้องเลือกเซ็นเซอร์วัดความชื้นในดิน ตอนนั้นปวดหัวมาก หาข้อมูลจนตาแฉะ สุดท้ายเลือกใช้เซ็นเซอร์แบบความต้านทานแบบ capacitive จำยี่ห้อไม่ได้แล้ว ซื้อมาจากร้านขายอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แถว ม.เกษตร ราคาประมาณ 300 กว่าบาท

แต่เท่าที่จำได้คร่าวๆ เซ็นเซอร์ที่เจอบ่อยๆก็พวกนี้แหละ

• เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิ แบบเทอร์มิสเตอร์นี่ใช้บ่อยมาก เห็นในพวกเครื่องปรับอากาศ ตู้เย็น พวกนี้แหละ
• เซ็นเซอร์วัดแสง พวกโฟโต้ไดโอด ใช้ในกล้อง พวกเซ็นเซอร์ตรวจจับแสง เปิดไฟอัตโนมัติ อะไรพวกนี้
• เซ็นเซอร์วัดความดัน อันนี้ไม่ค่อยรู้จักเท่าไหร่ แต่เห็นในพวกเครื่องวัดความดันโลหิต
• เซ็นเซอร์วัดความเร่ง พวก accelerometer ในมือถือ สมาร์ทวอทช์ พวกนี้ ใช้ตรวจจับการเคลื่อนไหว
• เซ็นเซอร์ตรวจจับความใกล้ชิด แบบอัลตราโซนิก เห็นในพวกที่จอดรถอัตโนมัติ
• เซ็นเซอร์วัดเสียง พวกไมโครโฟน นี่ก็ใช้กันทั่วไป

จริงๆ ยังมีอีกเยอะมาก แต่ที่เจอประจำๆ ก็ประมาณนี้แหละ แต่ละแบบก็มีหลายยี่ห้อ หลายรุ่น สเปคก็แตกต่างกันไป เอาจริงๆ เลือกก็ยากอยู่เหมือนกันนะ ต้องดูว่า งานเราต้องการอะไร ความละเอียดแค่ไหน งบประมาณเท่าไหร่ แล้วก็ ความยากง่ายในการใช้งานด้วย จำได้ว่า ตอนนั้น เลือกเซ็นเซอร์ ใช้เวลาไปเป็นอาทิตย์เลย กว่าจะตัดสินใจได้ เหนื่อยมากกก

เซ็นเซอร์แอร์บ้าน อยู่ตรงไหน?

อืมม… เซ็นเซอร์แอร์บ้านฉันนะ มันอยู่… ตรงไหนนะ… ลืมไปแล้วจริงๆ ห้องนอนฉันนี่ รกมากเลย หาอะไรไม่ค่อยเจอ

จำได้แค่ว่า มันเป็นสายเล็กๆ ต่อกับตัวเครื่องแอร์ ในส่วนคอยล์เย็น ใช่ไหมนะ… ตรงแผงวงจรนั่นแหละ แต่จะอยู่ตรงไหนของแผง จำไม่ได้จริงๆ

แต่… ถ้าให้เดา น่าจะอยู่แถวๆ บริเวณหน้าคอยล์เย็น อะไหล่ตัวเล็กๆ มันจะอยู่มุมๆ หรืออาจจะซ่อนอยู่หลังแผง ก็เป็นไปได้

คือ… ฉันไม่ค่อยได้สนใจมันเท่าไหร่ เพราะมันก็ทำงานของมันไป จนกว่ามันจะเสีย แล้วฉันก็ต้องไปหาช่าง ปีนี้เองที่มันเพิ่งมีปัญหา ช่างบอกว่า สายมันขาด ต้องเปลี่ยนใหม่ เสียไปหลายร้อยอยู่

สรุปง่ายๆ ก็คือ:

• อยู่แถวๆ คอยล์เย็น ภายในเครื่องแอร์
• ต่อกับแผงวงจร
• ตำแหน่งไม่แน่นอน ขึ้นอยู่กับรุ่นแอร์

เฮ้อ… คิดถึงตอนที่แอร์มันทำงานปกติจัง ตอนนี้ มันก็ยังไม่ค่อยจะเย็นเท่าไหร่ ต้องเปิดพัดลมช่วย เหนื่อยจัง…