การบัดกรีสายไฟมอเตอร์

การบัดกรีสายไฟมอเตอร์ แบบพักสายไฟแบ็ตบวกที่ขามอเตอร์บวก

                                            

 อุปกรณ์ที่กินไฟมากที่สุด ในระบบไฟของรถไฟฟ้า คือ มอเตอร์ บางคนนึกว่าสปีดเป็นตัวที่กินไฟมาก

ที่จริงสปีดเป็นตัวผ่านไฟเท่านั้นเอง ระบบไฟจะกินไฟมากหรือกินไฟน้อย ขึ้นอยู่กับมอเตอร์ที่นำมาใส่

พิสูจน์ได้ง่ายๆ ใช้สปีดและแบ็ตที่เหมือนกัน เล่นกับมอเตอร์ขาวเล่นได้นาน 25 นาที เล่นกับมอเตอร์สต็อคเล่นได้นาน 12 นาที

เล่นกับมอเตอร์โมดิฟายเล่นได้นาน 7 นาที พอนึกออกแล้วใช่ไหมครับว่า สปีดหรือมอเตอร์ อะไรกันแน่ที่เป็นตัวกินไฟ

 การเดินสายไฟแบบพักสายไฟแบ็ตบวกไว้ที่ขามอเตอร์บวก ใช้สำหรับสปีดแข่ง เดินหน้า-เบรก ไม่มีถอยหลัง เท่านั้น

การเดินสายไฟแบบนี้ กระแสไฟจะไหลสู่มอเตอร์ได้สะดวกกว่าการเดินสายไฟแบ็ตบวกแบบตัว Y

แต่ต้องทำให้ถูกวิธี หลักสำคัญคือ ต้องรู้ว่าสายไฟเส้นไหนกระแสจะไหลผ่านมากกว่ากัน

 การเดินสายไฟแบบนี้ ขามอเตอร์บวกต้องบัดกรีเข้ากับสายถึง 2 สาย คือ สายไฟแบ็ตบวก และสายไฟสปีด B+/M+ (สายสปีดสีแดง)

สายที่กระแสจะไหลผ่านมากกว่าคือ สายไฟแบ็ตบวกสู่ขามอเตอร์บวก เพราะมอเตอร์ต้องการกระแสมากกว่า

เราจึงต้องบัดกรีสายไฟแบ็ตบวกเข้ากับขามอเตอร์ก่อน เพื่อให้สายไฟแบ็ตบวกแนบสนิทกับขามอเตอร์บวก กระแสจะได้ไหลผ่านสะดวกที่สุด

ส่วนสายไฟสปีด B+/M+ (สายสปีดสีแดง) ที่ต่อเข้าขามอเตอร์บวกนั้น ต้องการกระแสเพียงแค่ ไปเลี้ยงวงจรควบคุมของสปีด เซอร์โว และรีซีฟเวอร์ เท่านั้น

 บัดกรีสายไฟแบ็ตบวกเข้ากับขามอเตอร์บวก และบัดกรีสายสปีด M- เข้าขามอเตอร์ลบ บัดกรีให้สายไฟแนบสนิทกับขามอเตอร์นะครับ

 สายไฟสปีด B+/M+(สายสปีดสีแดง) ที่ต้องการบัดกรีเสริมเข้าที่ขามอเตอร์บวก ลองเอามาทาบ ๆ ดูก่อน ว่าจะบัดกรีแตะไว้ตำแหน่งไหน

อย่าลืมเอาสายไฟไปจุ่มฟลั๊กและไล้ตะกั่วเพื่อผสานเส้นทองแดงฝอยให้รวมเป็นหนึ่งเดียวก่อนนะครับ

 ตำแหน่งที่บัดกรีได้สะดวกที่สุด ก็คือบัดกรีทับสายไฟแบ็ตบวกไปเลย ระหว่างบัดกรีเราต้องออกแรงกดสายทั้งสองไว้ด้วย

เพื่อไม่ให้สายไฟแบ็ตบวกที่บัดกรีอยู่ก่อนแล้วคลายตัวออก เตรียมตั้งท่าไว้เลย มือซ้ายมือเดียวนั่นแหละจับทั้งสายไฟ และเตรียมป้อนตะกั่ว

มือเรามีหลายนิ้วครับ ให้นิ้วเราทั้งหมดช่วยๆ กันทำงานหน่อย

 สายไฟพร้อม ตะกั่วพร้อม หัวแร้งพร้อม ก็บัดกรีเลย  ให้ตะกั่วที่ป้อนเข้าไปใหม่ หลอมรวมกับตะกั่วเก่า หลอมเป็นเนื้อเดียวกันเลยนะครับ

เมื่อตะกั่วหลอมรวมกันดีแล้ว ถอยหัวแร้งออก แต่ยังต้องจับสายไฟไว้และออกแรงกดสายไว้ด้วย จนกว่าตะกั่วทั้งหมดจะเย็นลงและแข็งตัว

เพื่อให้สายไฟแบ็ตบวกยังคงแนบสนิทกับขามอเตอร์ กระแสไฟถึงจะไหลผ่านได้ดีที่สุด สมกับที่เราตั้งใจไว้นะครับ

เสร็จเรียบร้อยแล้ว สายไฟสีแดงที่แนบกับขามอเตอร์บวก คือสายไฟแบ็ตบวก

สายไฟสีแดงที่บัดกรีเสริมเข้าไป คือสายไฟสปีด B+/M+

สายสีม่วงที่บัดกรีกับขามอเตอร์ลบ คือสายสปีด M-

แนวทางการทดเฟือง สำหรับรถไฟฟ้า

แนวทางการทดเฟือง สำหรับรถไฟฟ้า

ความแรงและความเร็วของรถไฟฟ้านั้น เมื่อดูในส่วนระบบกำลังขับเคลื่อน จะขึ้นอยู่กับ มอเตอร์ สปีดคอนโทรล แบ็ตตารี่ การเดินสายไฟ และอัตราทดเฟือง ในบทความนี้ ผมจะกล่าวเฉพาะในเรื่องอัตราทดเฟืองครับ การเลือกใช้อัตราทดเฟืองที่เหมาะสม จะทำให้มอเตอร์ทำงานได้เต็มประสิทธิภาพ รถมีแรงออกตัวดี และมีความเร็วปลายเหมาะสมกับสนามนั้นๆ

การทดเฟืองภาคทฤษฎี

เมื่อจะพูดถึงเรื่องอัตราทดเฟือง เราต้องรู้จักกับสิ่งเกี่ยวข้องที่สำคัญคือ เฟืองพิเนี่ยน (Pinion), เฟืองสเปอร์ (Spur),

อัตราทดเฟืองภายใน (Internal Gear Ratio) , อัตราทดเฟืองรวม (Final Gear Ratio),

และ ตารางการทดเฟือง (Gear Ratio Table)

เฟืองพิเนี่ยน (Pinion) เป็นเฟืองที่ยึดเข้ากับแกนมอเตอร์

เฟืองสเปอร์ (Spur) เป็นเฟืองที่ยึดเข้ากับแกนเพลาขับเคลื่อนหลัก

อัตราทดเฟืองภายใน (Internal Gear Ratio) เป็นอัตราทดที่เกิดจากระบบเฟืองภายในของรถ รถแต่ละรุ่นแต่ละยี่ห้อจะมีอัตราทดภายในแตกต่างกันไป  โดยปกติค่าอัตราทดภายใน จะบอกไว้ในคู่มือของรถ หรือคำนวณได้จาก ตารางการทดเฟือง ที่มีอยู่ในคู่มือ เช่นรถ HPI Pro4 มีค่าอัตราทดภายใน ที่ระบุไว้ในคู่มือ = 2.4375 เป็นต้น

อัตราทดเฟืองรวม (Final Gear Ratio) เป็นค่าอัตราทดเฟืองของเฟืองทั้งระบบ คำนวณได้จากสูตร

อัตราทดเฟืองรวม = อัตราทดเฟืองภายใน x (เฟืองสเปอร์ / เฟืองพิเนี่ยน)

เช่น ในรถ HPI Pro4 จะมีค่าอัตราทดภายใน 2.4375  ถ้าเราใช้เฟืองสเปอร์ 98 ฟัน (98T)

เฟืองพิเนียน 39 ฟัน (39T) เราสามารถทราบค่าอัตราทดเฟืองรวมจากการแทนค่าสูตรดังนี้

อัตราทดเฟืองรวม = 2.4375 x (98/39) = 6.125 เป็นต้น

ซึ่งหมายถึง แกนมอเตอร์หมุนไป 6.125 รอบ เท่ากับ ล้อหมุน 1 รอบ

ตารางการทดเฟือง (Gear Ratio Table)

เป็นตารางอัตราทดเฟือง ที่แสดงค่าสัมพันธ์ของเฟืองพิเนี่ยน กับเฟืองสเปอร์ ได้ค่าเป็น อัตราทดเฟืองรวม

ในภาพเป็นตารางการทดเฟืองของรถ HPI Pro4

ตัวเลขหัวตาราง 25 ถึง 50 คือ ค่าเฟืองพิเนี่ยน

ตัวเลขหัวตาราง 95 ถึง 100 คือ ค่าเฟืองสเปอร์

ค่าในตารางเป็นค่าอัตราทดเฟืองรวม (Final Gear Ratio)

ตัวอย่างการใช้ตารางหาค่าอัตราทดเฟืองรวม

เช่น รถ HPI Pro4 ใช้เฟืองพิเนี่ยน 39 ฟัน ใช้เฟืองสเปอร์ 98 ฟัน

ดูค่าในตาราง ที่เลขหัวข้อ 39 ตัดกับ เลขหัวข้อ 98

จะได้ ค่าอัตราทดเฟืองรวม = 6.13 เป็นต้น

สังเกต คำอธิบายเพิ่มเติมท้ายตาราง จะพบว่า คู่มือได้บอกค่าอัตราทดเฟืองภายในให้เราทราบด้วยคือ 2.4375

และในคู่มือของรถ HPI Pro4 ยังได้แนะนำอัตราทดเฟืองรวม ที่เหมาะสมกับมอเตอร์ขนาด Turn ต่างๆ ด้วย เช่น

มอเตอร์ Stock (23 Turn )แนะนำอัตราทดเฟืองรวม 6.4 ถึง 7.2 

มอเตอร์ 9 Turn แนะนำอัตราทดเฟืองรวม 8.5 ถึง 8.6 เป็นต้น

ค่าแนะนำอัตราทดตามที่ท้ายตารางนี้แนะนำ เป็นค่าที่เราสามารถใช้งานกับมอเตอร์ ตั้งแต่มอเตอร์สต็อค 23T จนถึงมอเตอร์ 8T ได้อย่างปลอดภัย สามารถใช้เป็นแนวทางในการทดเฟืองได้ แต่อาจไม่ใช่ค่าที่ดีที่สุด เพราะปัจจุบันมอเตอร์แต่ละรุ่นได้เพิ่มประสิทธิภาพไปมาก จึงต้องดูคำแนะนำอัตราทดเฟืองของมอเตอร์แต่ละรุ่นจากคู่มือมอเตอร์ และต้องคำนึงถึงลักษณะของสนามด้วย เช่นความยาวทางตรง ส่วนของทางโค้ง เป็นต้น

หาค่าอัตราทดภายใน จากตาราง

จากตารางทดเฟืองนี้ ถึงแม้ว่ารถบางรุ่นจะไม่บอกค่าอัตราทดเฟืองภายใน เราก็สามารถคำนวณ หาค่าอัตราทดเฟืองภายใน ได้จากสูตร

อัตราทดเฟืองภายใน = อัตราทดเฟืองรวม / (เฟืองสเปอร์ / เฟืองพิเนี่ยน)

ดูจากตารางช่องใดช่องใดหนึ่ง เช่น เฟืองสเปอร์ 100T, เฟืองพิเนี่ยน 25T

ค่าอัตราทดรวมตามตาราง 9.75 นำมาเข้าสูตร ได้ดังนี้

อัตราทดเฟืองภายใน = 9.75 / (100/25) = 2.4375 เป็นต้น

 การทดเฟืองภาคปฏิบัติ

หลังจากที่พวกเรา ได้รู้ถึงเรื่องการทดเฟืองภาคทฤษฎีกันมาแล้ว คราวนี้เรามาลองดูภาคปฏิบัติบ้างนะครับ

รถ HPI Pro4 ใช้มอเตอร์ ATLAS FORCE MP (AT7-116) 23T

ควรจะใช้อัตราทดเฟืองเท่าไร ใช้เฟืองพิเนี่ยน และเฟืองสเปอร์เบอร์อะไร

เนื่องจาก มอเตอร์ ATLAS FORCE MP ตัวนี้ มีใบแนบแนะนำอัตราทดเฟืองรวม มาด้วย โดยแนะนำว่าให้ใช้อัตราทด 5.1 และทดเฟืองได้ต่ำสุดที่ 4.8 

เราจึงควรทดลอง ใช้อัตราทดเฟืองรวม ที่ 5.1 ก่อน

เฟืองสเปอร์ที่ติดรถ HPI Pro4 มาในกล่องเลย คือเบอร์ 98T เราก็เปิดดูตารางการทดเฟืองจากคู่มือรถเลย มองหาค่าประมาณ 5.1 ในแถวของหัวเลขสเปอร์  98

จะพบว่าใช้พิเนี่ยนเบอร์ 47T จะได้ค่าอัตราทดเฟืองรวม 5.08 ซึ่งเป็นค่าใกล้เคียงที่เราต้องการที่สุด

ผมจึงเลือกใช้เฟืองสเปอร์ 98T กับเฟืองพิเนี่ยน 47T จึงได้อัตราทดเฟืองรวม = 5.08 (ตามตารางการทดเฟือง HPI Pro4)

ลองคำนวณตามสูตรดูกันไหมครับ

อัตราทดเฟืองรวม = อัตราทดเฟืองภายใน x (เฟืองสเปอร์ / เฟืองพิเนี่ยน)

อัตราทดเฟืองรวม = 2.4375 x (98/47) = 5.082

จากนั้นก็ลองนำรถไปวิ่งในสนามดู สังเกตแรงออกตัวออกโค้ง และความเร็วทางตรง ไว้นะครับ

ถ้าแรงออกตัวออกโค้ง น้อยไป เราต้องการเพิ่มแรงออกตัวออกโค้ง ก็ให้ทดลอง ลดพิเนี่ยนลงทีละ 1 ฟัน แล้วลองวิ่งดูใหม่

ถ้าความเร็วทางตรง น้อยไป เราต้องการเพิ่มความเร็วปลาย ก็ให้ทดลอง เพิ่มพิเนี่ยนขึ้นทีละ 1 ฟัน แล้วลองวิ่งดูใหม่

การลดพิเนี่ยนลง จะทำให้ค่าอัตราทดเฟืองรวม สูงขึ้น มีผลให้แรงออกตัวสูงขึ้น (เพิ่มแรงบิด แต่รอบปลายจะลดลง)

การเพิ่มพิเนี่ยนขึ้น จะทำให้ค่าอัตราทดเฟืองรวม ลดลง มีผลให้ความเร็วปลายสูงขึ้น (เพิ่มรอบ แต่แรงบิดจะลดลง)

อัตราทดแนะนำสำหรับมอเตอร์ STOCK 23T รุ่นใหม่ๆ

ATLAS FORCE PS (AT7-114) ตามใบแนบแนะนำ อัตราทดเฟืองรวมที่ 5.4 ทดได้ต่ำสุดที่ 5.0

ATLAS FORCE GM (AT7-115) ตามใบแนบแนะนำ อัตราทดเฟืองรวมที่ 6.4 ทดได้ต่ำสุดที่ 5.9

ATLAS FORCE MP (AT7-116) ตามใบแนบแนะนำ อัตราทดเฟืองรวมที่ 5.1 ทดได้ต่ำสุดที่ 4.8

KAWADA NEW VS (M11-236) ตามใบแนบแนะนำ อัตราทดเฟืองรวม ระหว่าง  5.2 ถึง 5.8 (ลองที่ 5.5 ก่อน)

KAWADA NEW VX  (M11-237) ตามใบแนบแนะนำ อัตราทดเฟืองรวม ระหว่าง  5.8 ถึง 6.4 (ลองที่ 6.1 ก่อน)

KAWADA NEW VT (M11-238) ตามใบแนบแนะนำ อัตราทดเฟืองรวม ระหว่าง  5.0 ถึง 5.6 (ลองที่ 5.3 ก่อน)

ORION KATANA TYPE TS ตามใบแนบแนะนำ อัตราทดเฟืองรวม ระหว่าง  5.2 ถึง 5.9 (ลองที่ 5.6 ก่อน)

 สำหรับมอเตอร์ STOCK 23T รุ่นอื่นๆ  ผมแนะนำให้ดูว่า มอเตอร์ ตัวนั้นเป็นชนิด แรงบิดสูง หรือ รอบสูง

ถ้าเป็นชนิดแรงบิดสูง เช่นพวก TYPE TS, TL, TZ ให้ทดลองใช้อัตราทดรวม ระหว่าง 5.2 ถึง 5.8 (ลองที่ 5.5 ก่อน)

ถ้าเป็นชนิดรอบสูง เช่นพวก TYPE SS, SL, RZ ให้ทดลองใช้อัตราทดรวม ระหว่าง 6.2 ถึง 6.8 (ลองที่ 6.5 ก่อน)

ทดลองทดเฟืองตามที่แนะนำ แล้วดูอาการรถ เพื่อปรับพิเนี่ยน ชดเชยรอบปลายหรือแรงออกตัวออกโค้งตามต้องการ

การเลือกซื้อระบบ กันขโมย

เนื่องจากส่วนใหญ่เพื่อนๆคงเลือกซื้อระบบกันขโมยสำหรับบ้านที่สร้างเสร็จแล้วใช่มั้ยครับ แล้วที่เปิดมาเจอบทความนี้นี่ ก็เพิ่งโดนขโมยขึ้นบ้านหรือไม่ก็เป็นคนรู้จักโดนขโมยขึ้นบ้านใช่มั้ยครับ ไม่ต้องกลัวครับผมไม่ใช่หมอดูก็เดาออก เพราะท่านเป็นคนส่วนใหญ่ของประชากรชาวโลก ซึ่งเป็นกันทั่วโลกครับ ไม่ใช่แค่คนไทย ยกเว้นบางประเทศที่เค้ามีกฎหมายให้ใช้ เท่านั้นเอง (ก็เค้าจำเป็นนี่นา 55+)
เพราะฉะนั้นผมจะเสนอวิธีเลือกกันขโมยไร้สายนะครับ เพราะเหมาะสำหรับบ้านที่สร้างเสร็จแล้วที่สุด
การเลือกซื้อระบบกันขโมย
1. สำหรับในประเทศไทย ควรเลือกซื้อรุ่นที่มีราคาตั้งแต่ 20,000 บาทขึ้นไปครับ เพราะโดยส่วนมากแล้วที่ราคาต่ำกว่านั้นมักจะเป็นของที่ไม่มีประสิทธิภาพผลิตจากโรงงานที่ไม่เข้มงวดด้านการ QC ปัญหาก็คือการใช้งานผิดพลาด ระบบกันขโมยไม่ได้มาตรฐานเกิดเตือนภัยผิดพลาดบ่อยๆ บลา..บลา..บลา
2. เลือกเครื่องกันขโมย (Alarm panel) รุ่นที่ ไฟสำรอง (battery backup) หมดแล้ว keycode ที่ได้ register ไว้กับตัวเครื่องแล้วไม่หาย ไม่งั้นพอมีปัญหาที เรื่องใหญ่เลยครับทีนี้
3. เลือกอุปกรณ์กันขโมย เช่น PIR, magnetic sensor ที่ใช้ Lithium battery อย่าไปหลงคำโม้ยี่ห้อที่ใช้ถ่านอัลคาไลน์ (Alkaline battery) แล้วบอกว่า ระบบประหยัดพลังงานชนิดพิเศษ……ทำให้มีอายุแบตยาวนานถึง…เด็ดขาด เพราะสุดท้ายพวกนี้มักจะมีหมายเหตุว่า ***ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับคุณภาพของแบต, ความถี่ของการใช้ บลา บลา บลา ซึ่งเอาเข้าจริงๆ จาก 1-2 ปี ที่โม้ไว้ ใช้ได้น้อยกว่า 1 ปีทุกที
4. สำหรับบ้าน 2 ชั้น หรือมีคนอยู่เยอะ ให้เลือกยี่ห้อที่มี wireless keypad ไว้ด้วย เพราะไม่อย่างงั้น remote หายขึ้นมาที เป็นเรื่องแน่ๆ สำหรับคนที่ไม่รู้ keypad คืออุปกรณ์ต่อพ่วงเครื่องกันขโมย(ทำหน้าที่เหมือนเป็น remote control ปกติ แต่จะติดกับผนัง) ทำหน้าที่สำหรับเปิด-ปิด ระบบ ส่วนใหญ่ในตลาดบ้านเราถ้ามี ก็จะเป็นแบบ one way คือใช้ส่งข้อมูลอย่างเดียว สำหรับรุ่นที่มีประสิทธิภาพขึ้นมาหน่อยก็จะเป็นชนิด two ways คือเป็นทั้งเครื่องรับ-ส่ง สัญญาณ โดยเราจะสามารถตรวจสถานะภาพของเครื่องกันขโมย ผ่าน keypad ได้
5. บ้านที่เลี้ยงน้องหมา ก็ให้เลือก PIR รุ่นที่สามารถ bypass สัญญาณสิ่งมีชีวิตเล็กๆได้ หรือเรียกง่ายๆว่าไม่จับสัตว์เลี้ยงนั่นเอง (pet immune PIR) แต่ก็ไม่ควรเลือก pet immune PIR รุ่นที่ไม่ตรวจจับสัตว์ที่มีน้ำหนักมากๆ

อุปกรณ์ กันขโมย PIR กับการแบ่งเกรด

วิธีเลือกซื้อ PIR กันเล่นๆละกันครับ
มาตรฐานการแบ่งเกรด ของอังกฤษตัวนี้เริ่มใช้ในปี 2005 ครับ โดยเป็นข้อกำหนดสำหรับการติดตั้งตามสถานที่ต่างๆครับ
สำหรับ security gradeในหมวด detector ของ intruder alarm แบ่งออกเป็น 4เกรดครับ คือ security grade 1-4
แล้วต่างกันตรงไหน ?
หน้าที่ของ pir หรือ detector ยังงัยก็ไม่เปลี่ยนครับ คือ ตรวจจับ และส่งสัญญาณจะต่างกันที่ฟังก์ชันที่เพิ่มเข้ามา และสถานที่ใช้งาน
สำหรับ grade 1 นั้นจะใช้ในที่มีความเสี่ยงต่ำไล่ไปเรื่อยๆจนถึง 4 ที่มีความเสี่ยสูง
security grade 1 – ให้ใช้ในสถานที่ ที่มีความเสี่ยงต่ำ สำหรับตลาด DIY เช่นสินค้า DIY จากจีนเป็นต้น
security grade 2 – ให้ใช้ในสถานที่ ที่มีความเสี่ยงต่ำถึงกลาง เช่น ที่พักอาศัย เช่นบ้านพักโดยทั่วไป
security grade 3 – ให้ใช้ในสถานที่ ที่มีความเสี่ยงกลางถึงสูง เช่น ร้านค้าโดยทั่วไป
security grade 4 – ให้ใช้ในสถานที่ ที่มีความเสี่ยงสูง เช่น โรงงานอุตสาหกรรม
สำหรับทุกยี่ห้อที่ผมกล่าวและแนะนำในกระทู้ที่สอบถามต่างๆ เช่น honeywell, bosch, ness, wisdom, infinite, visonic, etc.. ล้วนมีอุปกรณ์ที่ใช้งานในระดับ security grade 2 ทั้งหมด
แล้วเอาอะไรมาแบ่งเกรด ?
สิ่งที่แบ่งเกรดก็คือฟังก์ชัน เช่น security grade 3 เรียกร้องให้ detector สามารถแจ้งเตือนเมื่อถูกวัตถุบดบังได้ (anti mask) และสามารถแจ้งสัญญาณไปที่เครื่องได้
ทั้งหมดไม่ได้เกี่ยวข้องกับคุณภาพของ sensor ครับ
คุณภาพของ sensor ดูจากตรงไหน ?
วัดยาก สำหรับผม ดูจาก
1. ความสามารถในการแบ่งแยกจำนวนองศาได้ละเอียด
2. ดูวิธีการ sampling ข้อมูล ในแต่ละ sensor
3. หลักในการใช้ลำแสงในแต่ละ sensor
4. ความสามารถในการปรับเปลี่ยนหลักการเก็บข้อมูลตามสภาพแวดล้อม
สรุปเรื่อง security grade – สำหรับเราๆแล้ว ไม่ต้องไปใส่ใจในเรื่อง security grade เลยแม้แต่น้อย เพราะ datasheet ส่วนใหญ่จะไม่ได้โชว์
แล้วเลือกใช้แบบไหนดี ?
ง่ายๆครับ เลือกจากเทคโนโลยีที่ใช้ + Brand อีกนิดหน่อย ไม่ใช่ว่าแนะนำให้บ้าแบรนด์ แต่ของที่มีแบรนด์มักจะใช้ sensor ที่มีคุณภาพกว่า
- หากใช้สำหรับบ้านทั่วไป ?
ให้เลือกใช้ชนิด dual PIR ที่มีการให้ปรับ pulse หลายแบบหน่อยตั้งแต่ 2 ขึ้นไป
1 Pulse – ตรวจจับไว (พวกคนขายเวลา demo ชอบโชว์โดยใช้ตัวนี้ เราเห็นจะรู้สึกว่าตรวจจับไว)
2-3 pulse – ผม recommended ให้ใช้ standard ที่ 2 เพราะโดยปกติ ขโมยจะไม่วิ่งปรู๊ดแล้วหายเลยอยู่แล้ว มักจะเดินวนไปเวียนมานั่นแหละ
- หากใช้สำหรับร้านค้าหรือโรงงาน – ผมแนะนำให้ใช้ชนิด dual technology คือ microwave + pir เพราะ microwave จะมี reliability ในช่วงความร้อนที่มากกว่า และสาเหตุที่ระบบ wireless ไม่ใช้เทคโนโลยีประเภทนี้เพราะ มันกินไฟ นั่นเอง

ข้อควรระวังในการวางระบบ กล้องวงจรปิด ip camera

• ระวังในการออกแบบระบบ Network ให้ดี

การเลือกใช้ Core switch ต้องเลือก switch ที่สามารถลองรับอัตราการไหลของข้อมูลทั้งหมดได้ ผมมีวิธีการคำนวณแบบง่ายๆมาแชร์ให้ฟัง (จริงๆ ต้องคำนวณ ละเอียดกว่านี้มาก แต่เอาไว้เป็นไอเดีย ไม่ให้โดนคนขายหลอก) โดยปกติกล้องวงจรปิด ชนิด ip camera จะมีการส่งภาพวีดีโอ ตั้งแต่ 32 kbps – 3 Mbps ซึ่งแล้วแต่คุณภาพของกล้องว่ามีคุณภาพมากขนาดไหน โดยทั่วไปที่คุณภาพเท่ากับ VCD ในการ Compression แบบ Mpeg4, H.264, H.263 จะต้องใช้ Bandwidth ที่ 2 Mbps เพราะฉะนั้น ถ้าในองค์กรเราใช้กล้องทั้งสิ้น 100 ตัว เราจะใช้ Bandwidth ที่ 200*2 = 400 Mbps (การคิดต้องคูณด้วย 2 ไว้เสมอ)เป็นอย่างน้อยตลอด 24 ชั่วโมง
โดยปกติ เราต้องคำนวณ Bandwidth เผื่อระบบอื่นๆด้วย ซึ่งคิดเป็น 10-20% ของระบบกล้อง ip เท่ากับ 200 + 40 = 240 Mbps และการออกแบบต้องมีการคิดเผื่อการขยายเพิ่มเติมในอนาคต ต้องเผื่อไว้ไม่ต่ำกว่าเท่าตัว คือ 440*2 = 880 Mbps และการเลือกใช้ switch ควรเลือกใช้ Mange switch นะครับ
ปัจจุบันกล้อง ip มักจะมีเทคโนโลยี POE (Power over Ethernet) ติดมาด้วยคือสามารถจ่ายไฟให้ตามสาย LAN ได้ ทำให้ประหยัดค่าเดินสายไฟ หรือ สะดวกต่อการสำลองไฟ และหากเราจะใช้ function นี้ switch ของเราก็จำเป็นต้องมีฟังก์ชันนี้ด้วยเช่นกัน แต่ควรระวังเรื่องกำลังส่งของไฟที่ switch สามารถส่งไปให้ด้วยนะครับ

• ระบบสำรองไฟ ต้องปึ้ก

หากเราใช้ ip camera ที่รองรับ POE ก็จะง่ายขึ้นหน่อย คือสามารถสำรองไฟจากแหล่งเดียวกันได้เลยทั้ง switch และ กล้อง แต่ถ้าไม่มีก็ลำบากขึ้นเล็กน้อย แต่จงจำไว้ว่า อย่าให้ระบบ network เดี้ยงโดยเด็ดขาด

• หากต้องใช้กล้องภายนอก ควรใช้กล้อง Analog

อย่าประหยัดกับการต้องจ่ายเพิ่มเพียงเล็กน้อย ในการใช้กล้องวงจรปิด ชนิด Analog และ Video server เพราะการแยกการทำงานจะทำให้ปัญหาของความร้อนลดน้อยลง และ Housing ที่ใส่ให้กับกล้อง ควรเลือกรุ่นที่มีพัดลม (Blower) ด้วย และมี ip rating ที่ ip 55 เป็นอย่างน้อย หรือถ้าให้ดีก็ควรเลือกที่ IP66

• ควรเลือกกล้องที่มีราคาสูง และมีมาตรฐานการผลิตที่ดี

หลีกเลี่ยงกล้องที่มีราคาถูกซะ ไม่ใช่ต้องการให้เปลือง แต่กล้องวงจรปิดที่มีคุณภาพราคาค่อนข้างสูง หากซื้อในราคาที่ขายกันต่ำกว่า 20,000 ลงมา (ราคาในประเทศไทย) ผมไม่แนะนำให้ใช้สำหรับองค์กร

• กรุณาให้ความสำคัญกับระบบบันทึก

แนวความคิดในการบันทึกข้อมูลจากกล้องวงจรปิด มี 2 แนวความคิดใหญ่ๆ คือแบบรวมศูนย์ (Centralize) และแบบกระจายศูนย์ (Decentralize) แน่นอน คุณภาพจะแตกต่างกัน ส่วนราคาก็ต่างกันมากด้วย สำหรับส่วนนี้ไว้เมื่อมีเวลา ผมจะกลับมาเขียนให้อีกที และไม่ว่าจะออกแบบการบันทึกแบบไหน จงอย่าประหยัดเรื่องขนาดในการบันทึกเด็ดขาด ในอัตราการเปลืองเนื้อที่ที่เท่ากัน จงให้ความสำคัญ กับขนาดที่ใช้บันทึก มากกว่าค่า Frame rate เสมอ (ไม่จำเป็นต้องบันทึกเป็น real-time)

แผ่นเปลวอะลูมิเนียม (aluminium foil)

แผ่นเปลวอะลูมิเนียม (aluminium foil)

แผ่นเปลวอะลูมิเนียม คือ อะลูมิเนียมที่มีความหนา 0.15 มิลลิเมตรหรือน้อยกว่า

การนำไปใช้งานแบ่งได้เป็น 3 ลักษณะคือ1.แผ่นเปลวอะลูมิเนียมธรรมดา
2.แผ่นเปลวอะลูมิเนียมที่มีการเคลือบด้วยสาร ที่ทำให้สามารถปิดผนึกได้ด้วยความร้อน
3.แผ่นเปลวอะลูมิเนียมที่มีการเคลือบหรือประกบกับกระดาษหรือฟิล์มพลาสติก
โดยทั่วไปไม่นิยมใช้แผ่นเปลวอะลูมิเนียมแต่เพียงอย่างเดียว สำหรับทำเป็นภาชนะบรรจุ เนื่องจากพับแล้วจะ เป็นรอย ฉีกขาดได้ง่าย ดังนั้นจึงได้มีการใช้วัสดุอ่อนตัวอื่นๆ เคลือบหรือประกบเข้าด้วยกัน

           

คุณสมบัติของแผ่นเปลวอะลูมิเนียม
1. ไม่มีกลิ่นและรสไม่เป็นพิษ จึงเหมาะสำหรับใช้เป็นภาชนะบรรจุอาหาร ยา และเครื่องสำอาง
2. ทึบแสง จึงใช้เป็นภาชนะบรรจุเพื่อป้องกันแสงสำหรับผลิตภัณฑ์ที่เสื่อมคุณภาพได้ง่ายเมื่อได้รับแสง
3. สะท้อนรังสีความร้อน เนื่องจากผิวหน้าทั้ง 2 ด้านต่างกันคือ มันและด้าน จึงสามารถสะท้อนรังสีความร้อนได้ 95% ใช้เป็นฉนวนป้องกันความร้อนสำหรับผลิตภัณฑ์ที่ต้องรักษาอุณหภูมิให้ต่ำหรือสูงตามที่ต้องการ รักษาอุณหภูมิได้นานขึ้นเช่น อาหารแช่แข็งที่บรรจุในภาชนะแผ่นเปลวอะลูมิเนียมจะ เกิดการสะท้อนรังสีความร้อนทำให้การละลายเกิดขึ้นช้าลง
4. เป็นตัวนำความร้อน กล่าวคือ แผ่นเปลวอะลูมิเนียมร้อนและเย็นได้อย่างรวดเร็ว ทำให้เหมาะกับการใช้เป็นภาชนะในการแช่แข็งหรืออบด้วยความร้อน และยังทำให้การปิดผนึกด้วยความร้อนเป็นไปอย่างรวดเร็วและมีคุณภาพ
5. มีเสถียรภาพในช่วงอุณหภูมิกว้าง ดังนั้นผลิตภัณฑ์ที่บรรจุในแผ่นเปลวอะลูมิเนียมจึงสามารถนำไปให้ความร้อน แล้วนำมาแช่แข็ง และให้ความร้อนอีกครั้งหนึ่งได้โดยไม่ต้องถ่ายภาชนะ
6. ไม่ดูดความชื้นและของเหลว จึงไม่หดตัว ย่นหรืออ่อนตัว
7. โค้งงอได้ สามารถพับ จีบ หรือขึ้นรูปได้ อยู่ตัวดี จึงนำมาใช้ได้กับผลิตภัณฑ์หลายประเภท เช่น ใช้เป็นฝาปิดขวดนม เครื่องดื่มและใช้ห่อเนย ขนมปัง ช็อกโกเลต ลูกกวาด บุหรี่
8. ป้องกันการซึมผ่านของไขมันได้ดี จึงเหมาะกับการใช้ห่ออาหารประเภทที่มีน้ำมัน เนยและเนยแข็ง

Basics of Ceramic Chip Capacitors

Basics of Ceramic Chip Capacitors

Introduction

• Purpose:
  • Provide an introduction to ceramic chip capacitors
• Objectives:
  • Describe the manufacturing process and basic structure of ceramic capacitors
  • Explain the material systems and basic specifications of ceramic capacitors
  • Describe some of the characteristics of ceramic chip capacitors

This presentation is a quick overview of ceramic chip capacitors. Subjects covered are: basic structure, manufacturing process, specifications, and basic characteristics.

Ceramic Capacitor Basics

• A capacitor is an electrical device that stores energy in the electric field between a pair of closely spaced plates
• Capacitors are used as energy-storage devices, and can also be used to differentiate between highfrequency and low-frequency signals. This makes them useful in electronic filters
• Capacitance Value: Measure of how much charge a capacitor can store at a certain voltage
• MLCC: Multilayer Ceramic Chip Capacitor
  • Layers of ceramic and metal are alternated to make a multilayer chip

Capacitors are devices that store energy in the form of an electric field. They can also be used to filter signals of different frequencies. The capacitance value is an indicator of how much electrical charge the capacitor can hold.
Multilayer ceramic capacitors consist of alternating layers of ceramic and metal.



The process of making ceramic capacitors involves many steps.

• Mixing: Ceramic powder is mixed with binder and solvents to create the slurry, this makes it easy to process the material.
• Tape Casting: The slurry is poured onto conveyor belt inside a drying oven, resulting in the dry ceramic tape. This is then cut into square pieces called sheets. The thickness of the sheet determines the voltage rating of the capacitor.
• Screen Printing and Stacking: The electrode ink is made from a metal powder that is mixed with solvents and ceramic material to make the electrode ink. The electrodes are now printed onto the ceramic sheets using a screen printing process. This is similar to a tshirt printing process. After that the sheets are stacked to create a multilayer structure.
• Lamination: Pressure is applied to the stack to fuse all the separate layers, this created a monolithic structure. This is called a bar.
• Cutting: The bar is cut into all the separate capacitors. The parts are now in what is called a 'green' state. The smaller the size, the more parts there are in a bar.
• Firing: The parts are fired in kilns with slow moving conveyor belts. The temperature profile is very important to the characteristics of the capacitors.
• Termination: The termination provides the first layer of electrical and mechanical connection to the capacitor. Metal powder is mixed with solvents and glass frit to create the termination ink. Each terminal of the capacitor is then dipped in the ink and the parts are fired in kilns.
• Plating: Using an electroplating process, the termination is plated with a layer of nickel and then a layer of tin. The nickel is a barrier layer between the termination and the tin plating. The tin is used to prevent the nickel from oxidizing.
• Testing: The parts are tested and sorted to their correct capacitance tolerances.
• At this point the capacitor manufacturing is complete. The parts could be packaged on tape and reel after this process or shipped as bulk.

Base Metal vs. Precious Metal Systems

There are two material systems used today to make ceramic capacitors: Precious Metal Electrode and Base Metal Electrode. The precious metal system is the older technology and uses palladium silver electrodes, silver termination, then nickel and tin plating. Today this material system is mostly used on high voltage parts with a rating of 500V and higher. The base metal system is a newer technology and uses nickel electrodes, nickel or copper termination, and nickel and tin plating. This material system is typically used for parts with voltage ratings lower than 500VDC.

MLCC Basics

The capacitance value of a capacitor is determined by four factors. The number of layers in the part, the dielectric constant and the active area are all directly related to the capacitance value. The dielectric constant is determined by the ceramic material (NP0, X7R, X5R, or Y5V). The active area is just the overlap between two opposing electrodes.
The dielectric thickness is inversely related to the capacitance value, so the thicker the dielectric, the lower the capacitance value. This also determines the voltage rating of the part, with the thicker dielectric having a higher voltage rating that the thinner one. This is why the basic trade off in MLCCs is between voltage and capacitance.

Critical Specifications

Material	Dielectric Constant	% Capacitance Change	DF
NP0	15-100	< 0.4% (-55 to 125C)	0.1%
X7R	2000-4000	+/-15% (-55 to 125C)	3.5%
Y5V	>16000	Up to 82% (-30 to 85C)	9%

• Dissipation factor: % of energy wasted as heat in the capacitor
• Dielectric Withstanding Voltage: Voltage above rating a capacitor can withstand for short periods of time
• Insulation resistance: Relates to leakage current of the part (aka DC resistance)

The critical specifications of a capacitor are the dielectric constant, dissipation factor, dielectric withstanding voltage, and insulation resistance.
Dielectric constant: this depends on the ceramic material used. The table shows differentdielectrics and some of their specifications. As you can see NP0 has the lowest dielectricconstant, followed by X7R which has a significantly higher constant, and Y5V which ishigher still. This is why the capacitance values for X7R capacitors are much higher thanNP0 capacitors, and Y5V has higher capacitance than X7R. The capacitance change vstemperature is very small for NP0 parts from -55C to 125C, and gets larger for X7R, theneven larger for Y5V. So, the more capacitance a material provides, the lower the stabilityof capacitance over temperature.
Dissipation Factor: this is the percentage of energy wasted as heat in the capacitor. Asyou can see, NP0 material is very efficient, followed by X7R, then Y5V which is the leastefficient of the three materials.
Dielectric withstanding voltage: this refers to the momentary over voltage the capacitor iscapable of withstanding with no damage.
Insulation resistance: this is the DC resistance of the capacitor, it is closely related to theleakage current.

Characteristics of Ceramic Capacitors

Low impedance, equivalent series resistance (ESR) and equivalent Series Inductance (ESL). As frequencies increase, ceramic has bigger advantage over electrolytics

The final part of this presentation will cover the characteristics of ceramic capacitors.MLCCs have low impedance when compared with tantalum and other electrolyticcapacitors. This includes lower inductance and equivalent series resistance (ESR). Thisallows ceramic capacitors to be used at much higher frequencies than electrolyticcapacitors.

Characteristics of Ceramic Capacitors

Temperature Coefficient: Describes change of capacitance vs.temperature. Ceramic materials are defined by their temperaturecoefficient


Temperature Coefficient of Capacitance: Describes change of capacitance vs.temperature. Ceramic materials are defined by their temperature coefficient. For example,X7R means that the capacitance can change by +/-15% across a temperature range of -55C to 125C. The graph shows the temperature coefficient of NP0, X7R, and Y5Vmaterials.

Voltage Coefficient: Describes change of capacitance vs voltageapplied. Capacitance loss can be as much as 80% at ratedvoltage. This is a property of ceramic materials and applies to allmanufacturers


Voltage Coefficient of Capacitance: describes change of capacitance vs DC voltageapplied. This is a property of ceramic materials and applies to all manufacturers. Thegraph shows typical voltage coefficient curves for 500VDC rated X7R and NP0 capactiors.Note that the capacitance of the NP0 remains stable with applied voltage, while the X7Rmaterial can have a capacitance loss of 80% at rated voltage.

Aging: X7R, X5R, and Y5V experience a decrease in capacitance over timecaused by the relaxation or realignment of the electrical dipoles within thecapacitor.


For X7R and X5R the loss is 2.5% per decade hour and for Y5V it is 7% perdecade hour, NP0 dielectric does not exhibit this phenomenon
De-Aging: aging is reversible by heating the capacitors over the "CuriePoint" (approx 125°C), the crystalline structure of the capacitor is returned toits original state and the capacitance value observed after manufacturing.
Aging: X7R, X5R, and Y5V experience a decrease in capacitance over time caused by the relaxation or realignment of the electricaldipoles within the capacitor. For X7R and X5R the loss is 2.5% per decade hour and for Y5V it is7% per decade hour, NP0 dielectric does not exhibit any aging.
Aging is reversible by heating the capacitors over the "Curie Point" (approx 125°C), thecrystalline structure of the capacitor is returned to its original state and the capacitancevalue observed after manufacturing.


This slide is for reference and shows the Johanson Dielectrics part number breakdown.

Summary

• Manufacturing process and basic structure of ceramic capacitors
• Material systems and basic specifications of ceramic capacitors
  • Precious Metal vs Base Metal
  • Critical Specifications of MLCCs
• Characteristics of ceramic chip capacitors
  • Low impedance, temperature coefficient, voltage coefficient, aging

How to replace battery cells inside laptop battery

How to replace battery cells inside laptop battery

In the last article, we have introduced "how to hack dead laptop battery" to our readers, but it is too simple. Now we write a detail article about " how to replace battery cells inside laptop battery".


At present, there are many articles about "how to purchase and use laptop battery" on the network , but there are too less article about "how to repaire laptop battery". For this reason, we decided to write a article about,laptop battery repair industry to help notebook users know what to do when laptop battery broken.


To notebook the battery is very important as the mobile work. The notebook become to desktop without laptop battery. There are battery cells and protection board in laptop battery inside. The batteries cells supply the power and the proctection panels protect the board safety when charging. Battery cells are consumable items, the capacity reduce in each using, which directly determine the quality of notebook batteries.


Notebook battery life short suddenly , cant work, laptop battery down suddenly (such as: battery capactiy suddenly reduce from 40% to 10% when working), laptop battery cant be fully charged,notebook battery cant be fully discharged (the notebook closed when the battery power state in 40% or more), the above cases may be caused by batteries capacity declining or batteries cells damage. Of course, there may be due to damage of the protection board, but this possibility is very small.

laptop battery cells


If you find that above failure happened to your notebook, it is necessary to check your laptop battery in laptop battery maintenance business. Now, let me introduce the whole process of laptop battery cells changing (for example Thinkpad T40 battery) .
First, we use professional equipment to detect the cause of the malfunction. There are many types equipment of Battery Fault Detection, such as: Texas Instruments products, MAX products, Ateml products, and even some personal home-made products. Most we use the commonly Texas Instruments (Texas) EV2300

Use professional equipment and related software to detect the cause of the malfunction

Battery Fault Detection

Texas Instruments EV2300

Once detected 92P1101 battery cells faulty , we are prepare to change the batteries cells for notebook battery.


Before the battery cells changing, We would like to tell you about the structure of the notebook battery.

The 92P1102 laptop battery are made up of three parts: batetry shell, battery cells and protection board.


In general, notebook battery can be divided into three parts: the shell, batteries and protection board。

Battery shell


Battery shell. That is notebook battery casing. There are different three types: type, ultrasonic bonding and adhesive bonding type.

08K8193 Batteries cell



Batteries cells group, that is, combination the batteries cells together in parallel and series connection. In accordance with the parallel, in series of different combinations can be divided into: 2 parallel and 3 serial connection (the most common), 2 parallel and 4 serial, 2 parallel and 2 serial, 3 serial and 3 parallel and 3 parallel and 4 serial (relatively rare).

Protection panel



Protection board, which is based on an agreement SMB1.1 circuit board, with power management functions and charge-discharge management.
Protection board, which is based on an agreement SMB1.1 circuit board. There are three chips on it : battery Measurement management chip, charge and discharge management chip and serial EEPROM memory chips

08K8192 Protection board

On positive plate : measuring management chip and charge-discharge management chip

The plate back has a serial EEPROM memory chips


Decrypt and unlock the protection board are two different works. Before you go into the battery management system you must decrypt the protection board, unlock the battery management system in order to change the parameters of the battery and use of information. If you only change batteries cells without unlock, you can not achieve satisfactory results (for example: the battery can only charge to the state "the last full charge capacity", the battery maintenance management information will be displayed the charged number)
We use professional equipment and related software to unlock and decrypt the protection board. Of course, you must choose the appropriate equipment by 92P1087 battery management chip design.

use professional equipment and related software to unlock and decrypt the protection board

choose the appropriate equipment by battery management chip design

related software for unlock and decrypt the protection board

Programmer


If the protection board hardware damaged , we would also use oscilloscope, multimeter and logic analyzer

oscilloscope, multimeter

logic analyzer


After the deal with the batteries protection board , let me introduce the method to choose the right cells. We must use sub-meter cabinet and the internal resistance to check batteries capacity resistance, separation voltage, select out all specs of parameters for comparison with similar groups. Also the thinkpad R50 battery
thinkpad T41 battery
thinkpad T42 battery
thinkpad T43 battery is the same battery cells.

Sub-capacity cabinet

Sub-capacity cabinet manage software

Select the similar cells to make a battery group


Then we will use the spot-welding and Nickel sheet to joint the batteries cells together.

spot-welding

use the spot-welding and nickel films to joint the 92P1011 batteries cells together

The Nickel sheet we use are designed in round corner

round corner and straight angle [dgdg:title=Nickel shee]t


After unlock and decrypt the protection board, connect the battery cells group. We can assemble the shell protection board and cells together.

assemble the shell protection board and cells together


During the assemble, you must take high attention. The steps is also suitable for IBM 40Y6795
40Y6797 40Y6799


After doing the above steps, the battery cells changing is compeleted. The repaired battery quality is the new battery in most function, so you must calibrate it first. Generally, you should fully charged in 1o hours then full discharge it 2-3 times.

Top 10 Things to Consider When Selecting a Digitizer/Oscilloscope

Overview

The modern day digital storage oscilloscope is dramatically different from the cathode ray oscilloscope German scientist Karl Ferdinand Braun invented in 1897. Technology advances continue to provide new features that make the oscilloscope more useful to engineers, but one of the most significant transformations of the oscilloscope was its transition into the digital domain, which enabled powerful features such as digital signal processing and waveform analysis. Digital oscilloscopes today include a high-speed, low-resolution (typically 8 bits) analog-to-digital converter (ADC), defined controls and display, and a built-in processor to run software algorithms for common measurements.


Digitizers, on the other hand, leverage the latest processing power and high-resolution display available from a PC, while providing all the other features that comprise an oscilloscope. Since digitizers are PC-based, you have the advantage of being able to define your instrument functionality in software. As a result, you can use a digitizer not just for oscilloscope measurements, but also for custom measurements, and even as a spectrum analyzer, frequency counter, ultrasonic receiver, or other instrument. With their open architecture and flexible software, digitizers provide several advantages over traditional stand-alone oscilloscopes. However, digitizers and oscilloscopes have many similarities and share a common set of considerations for selection.


This paper discusses the top 10 things you should keep in mind if you are considering a new digitizer/oscilloscope.

Table of Contents

1. Bandwidth
2. Sampling Rate
3. Sampling Modes
4. Resolution and Dynamic Range
5. Triggering
6. Onboard Memory
7. Channel Density
8. Multiple Instrument Synchronization
9. Mixed Signal Capability
10. Software, Analysis Capability, and Customizability
11. Conclusion

Bandwidth

Bandwidth describes the frequency range of an input signal that can pass through the analog front end with minimal amplitude loss - from the tip of the probe or test fixture to the input of the ADC. Bandwidth is specified as the frequency at which a sinusoidal input signal is attenuated to 70.7 percent of its original amplitude, also known as the -3 dB point.

In general, it is recommended that you use a digitizer with bandwidth at least two times the highest frequency component in your signal.

Oscilloscopes and digitizers are commonly used for measuring rise time of signals such as digital pulses or other signals with sharp edges. These signals are composed of high-frequency content. To capture the true shape of the signal, you need a high-bandwidth digitizer. For instance, a 10 MHz square wave is composed of a 10 MHz sine wave and an infinite number of its harmonics. To capture the true shape of this signal, you must use a digitizer with bandwidth large enough to capture several of these harmonics. Otherwise, the signal is distorted and your measurements incorrect.

[+] Enlarge Image

Figure 1: A high-bandwidth digitizer is important when capturing a waveform with high-frequency components

As a rule of thumb, use the following formula to figure out the bandwidth of your signal based on its rise time (defined as the time taken to transition from 10 to 90 percent of signal amplitude).

Figure 2: Rise time defines the time a signal takes to go from 10 to 90 percent of its full-scale value.  Rise time and bandwidth are directly related, and one can be calculated from the other using the equation above.

Ideally, you should use a digitizer with three to five times the bandwidth of your signal as calculated in the equation above. In other words, your digitizer’s rise time should be 1/5 to 1/3 of your signal’s rise time to acquire your signal with minimal error. You can always backtrack to determine your signal’s real bandwidth based on the following formula:

tm= measured rise time, t5= actual signal rise time, t4= digitizer’s rise time

Sampling Rate

In the previous section, you learned about bandwidth, which is one of the most important specifications of a digitizer or oscilloscope. However, high bandwidth can be much less useful if the sample rate is insufficient.

While bandwidth describes the highest frequency sine wave that can be digitized with minimal attenuation, sample rate is simply the rate at which the analog-to-digital converter (ADC) in the digitizer or oscilloscope is clocked to digitize the incoming signal. Bear in mind that sample rate and bandwidth are not directly related. However, there is a rule of thumb for the desired relationship between these two important specifications:

Digitizer’s real-time sample rate = 3 to 4 times digitizer’s bandwidth

Nyquist theorem states that to avoid aliasing, the sample rate of a digitizer needs to be at least twice as fast as the highest frequency component in the signal being measured. However, sampling at just twice the highest frequency component is not enough to accurately reproduce time-domain signals. To accurately digitize the incoming signal, the digitizer’s real-time sample rate should be at least three to four times the digitizer’s bandwidth. To understand why, look at the figure below and think about which digitized signal you would rather see on your oscilloscope.

[+] Enlarge Image

 

Figure 3: The figure on the right shows a digitizer with a sufficiently high sample rate to accurately reconstruct the signal, which will result in more accurate measurements.

Although the actual signal passed through the front-end analog circuitry is the same in both cases, the image on the left is under sampled, which distorts the digitized signal. On the other hand, the image on the right has enough sample points to accurately reconstruct the signal, which will result in a more accurate measurement. Since a clean representation of the signal is important for time domain applications such as rise time, overshoot, or other pulse measurements, a digitizer with a higher sample is beneficial for these applications. 

Sampling Modes

There are two main sampling modes – real-time sampling and equivalent-time sampling (ETS).

Real-time sample rate is the one discussed above, which describes the clock rate of the ADC and indicates the maximum rate an incoming signal can be acquired in a single-shot acquisition. On the other hand, equivalent-time sampling is a method of reconstructing a signal based on a series of triggered waveforms that are each acquired in single-shot mode. The advantage of ETS is that it offers a higher effective sample rate. The downside, however, is that it takes more time and is applicable only for repetitive signals. Note that ETS does not increase the digitizer’s analog bandwidth, and instead is only useful when you need to reconstruct the signal at a higher sample rate. A common implementation of ETS is random-interleaved sampling (RIS), which is available on most NI digitizers as listed in the table below.

Digitizer Model	Channels	Real-Time Sample Rate	Equivalent-Time Sample Rate	Bandwidth	Resolution
NI 5152	2	2 GS/s	20 GS/s	300 MHz	8 Bits
NI 5114	2	250 MS/s	5 GS/s	125 MHz	8 Bits
NI 5124	2	200 MS/s	4 GS/s	150 MHz	12 Bits
NI 5122	2	100 MS/s	2 GS/s	100 MHz	14 Bits
NI 5105	8	60 MS/s	–	60 MHz	12 Bits
NI 5922	2	500 kS/s to 15 MS/s	–	6 MHz	16 to 24 Bits User-Defined

Resolution and Dynamic Range

As described above, digital oscilloscopes and digitizers both have ADCs that convert the signal from analog to digital. The number of bits returned by the ADC is the digitizer’s resolution. For any given input range, the number of possible discrete levels used to represent the signal digitally is 2^b, where b is the digitizer’s resolution. The input range is divided into 2^b steps and the smallest possible voltage that is detectable by the digitizer is denoted by (Input Range/2^b). For example, an 8-bit digitizer divides a 10 Vpp input range into 2⁸ = 256 levels of 39 mV each, while a 24-bit digitizer divides the same 10 Vpp input range into 2²⁴ = 16,777,216 levels of 596 nV (approximately 65,000 times smaller than in the 8-bit case).

One of the reasons for using a high-resolution digitizer is to measure small signals. The question is sometimes asked, why not just use a lower resolution instrument and a smaller range to “zoom in” on the signal to measure small voltages? However, many signals have both a small signal and a large signal component. Using a large range, you could measure the large signal but the tiny signal would be in the noise of the large signal. On the other hand, if you use a small range, then you’d clip the large signal and your measurement would be distorted and invalid. Thus, for applications that involve dynamic signals (signals with large and small voltage components), you need a high-resolution instrument, which has a large dynamic range (the ability of the digitizer to measure small signals in the presence of large ones).

Traditional oscilloscopes typically use ADCs with 8-bit resolution, which is not enough for many applications involving spectral analysis or dynamic signals such as modulated waveforms. Such applications may benefit from one of the several high-resolution digitizers highlighted in the table below. These include the NI PXI-5922 flexible-resolution digitizer, which was awarded 2006 Test Product of the Year by Test and Measurement World. This module uses linearization techniques to provide the industry’s highest dynamic range of any digitizer or oscilloscope.

Digitizer Model	Resolution	Channels	Real-Time Sample Rate	Bandwidth
NI 5922	16 to 24 Bits (User-Defined)	2	500 kS/s to 15 MS/s	6 MHz
NI 5122	14 Bits	2	100 MS/s	100 MHz
NI 5124	12 Bits	2	200 MS/s	150 MHz
NI 5105	12 Bits	8	60 MS/s	60 MHz

Triggering

Typically, oscilloscopes and digitizers are used to acquire a signal based on a certain event. The instrument’s triggering capability allows you to isolate this event and capture the signal before and after the event. Most digitizers and oscilloscopes include analog edge, digital, and software triggering. Other triggering options include window, hysteresis, and video triggering (featured on the NI 5122, NI 5124 and NI 5114).
High-end digitizers feature fast rearm times between triggers, which enables a multi-record capture mode, where the digitizer captures the specified number of points upon a given trigger, quickly rearms and waits for the next trigger. A fast rearm time ensures that the digitizer does not miss the event or trigger. Multi-record mode is very useful in capturing and storing only the data that you need, thereby optimizing the use of the onboard memory as well as limiting the activity of the PC bus.  

Onboard Memory

Often times, data is transferred from the digitizer or oscilloscope to the PC for measurements and analysis. Although these instruments can sample at their maximum rate, which can be in the several GS/s range, the rate which the data can be transferred to the PC is limited by bandwidth of the connecting bus such as PCI, LAN, GPIB, etc. While today none of these buses are able to sustain multi-GS/s rates, this may become a non-issue as PCI Express and PXI Express evolve to allow several GB/s data rates.

If the interface bus can not sustain continuous data transfer at the sample rate of the acquisition, onboard memory on the instrument provides the ability to acquire the signals at the maximum rate and later fetch the data to the PC for processing.

Deep memory not only increases acquisition time, but also provides frequency-domain benefits. The most common frequency-domain measurement is the fast Fourier transform (FFT), which shows a signal’s frequency content. If an FFT has finer frequency resolution, discrete frequencies are more easily detected.

In the equation above, there are two ways to improve the frequency resolution – reduce the sample rate or increase the number of points in the FFT. Reducing the sample rate often is not the ideal solution because this will also reduce your frequency span. In this case, the only solution is to acquire more points for the FFT, which requires deeper onboard memory.

 

Figure 4: More onboard memory lets you sample at a high sample rate for a longer period of time to capture more points.  Using more points when calculating an FFT results in greater frequency resolution.

Digitizer Model	Channels	Real-Time Sample Rate	Equivalent-Time Sample Rate	Bandwidth	Memory Options
NI 5152	2	2 GS/s	20 GS/s	300 MHz	16 MB, 128 MB, 512 MB, 1 GB
NI 5114	2	250 MS/s	5 GS/s	125 MHz	16 MB, 128 MB, 512 MB
NI 5124	2	200 MS/s	4 GS/s	150 MHz	16 MB, 64 MB, 512 MB, 1 GB
NI 5122	2	100 MS/s	2 GS/s	100 MHz	16 MB, 64 MB, 512 MB, 1 GB
NI 5105	8	60 MS/s	–	60 MHz	16 MB, 128 MB, 512 MB
NI 5922	2	500 kS/s to 15 MS/s	–	6 MHz	16 MB, 64 MB, 512 MB, 1 GB

Channel Density

An important factor in an oscilloscope or digitizer purchasing decision is the number of channels on the instrument or the ability to add channels by synchronizing multiple instruments. Most oscilloscopes have two to four channels, each simultaneously sampled at a certain rate. It is important to be wary of how sample rate is affected when using all the digitizer channels. This is because of a commonly used technique called time-interleaved sampling, which interleaves multiple channels to achieve a higher sample rate. If the digitizer or oscilloscope uses this method and you are using all the channels, you may not be able to acquire at the maximum acquisition rate.

The number of channels required entirely depends on your particular application. Frequently the traditional two to four channels may not be sufficient for a given application, in which case there are two options. The first one is to use a higher channel density product such as the eight-channel (simultaneous) NI 5105 12-bit, 60 MS/s, 60 MHz digitizer. If you are unable to find an instrument that matches your resolution, speed, and bandwidth requirements, you should consider using a platform that lets you scale your test system by providing tight synchronization and allows triggers and clocks to be shared. While it’s practically impossible to synchronize multiple boxed oscilloscopes over GPIB or LAN due to high latency, limited throughput and need for external cabling, PXI provides a superior solution. PXI is an industry standard that adds world-class synchronization technology to existing higher speed busses such as PCI and PCI Express.

Figure 5: Using synchronization technology, you can create high-channel-count digitizers.  The picture above shows a system that can acquire up to 136 phase coherent channels.  Multiple chassis can be synchronized for even higher channel counts.

NI digitizers – including the NI PXI-5105 and NI PXI-5152 provide a technology called T-Clock, which provides synchronization accuracy in the tens of picoseconds. For instance, using this technology, you can build a 34-channel (simultaneous), 1 GS/s oscilloscope using NI PXI-5152 digitizers in a single 18-slot chassis. Likewise, multiple NI PXI-5105 digitizers can be synchronized to provide a system with 136 synchronized channels, each running at 60 MS/s with 12-bit resolution (see figure above). For higher channel count, PXI also provides timing modules to scale to multiple chassis for up to 5000 channel count systems.  

Multiple Instrument Synchronization

Almost all automated test and many benchtop applications involve multiple types of instruments such as digitizers, signal generators, digital waveform analyzers, digital waveform generators, and switches.

The inherent timing and synchronization capability of PXI and NI modular instruments allows you to synchronize all these types of instruments without the need for external cabling. For instance, you can integrate a digitizer (such as the NI PXI-5122) and an arbitrary waveform generator (such as the NI PXI-5421) for performing parameter sweeps, which is useful for characterizing the frequency and phase response of the device under test. The entire sweep can be automated, which obviates the need for manual setting of parameters on the scope and generator followed by offline analysis. A modular approach with PXI results in orders of magnitude improvement in speed and improves your efficiency by letting you focus on the results rather than the cumbersome steps needed to get those results.

Mixed Signal Capability

The same T-Clock technology that enables creating systems with up to 136 synchronized channels in a single PXI chassis or up to 5000 channels using multiple chassis (as described in the section above) also allows for synchronization of instruments of different types. For instance, an NI digitizer can be T-Clock synchronized with signal generators, digital waveform generators, and digital waveform analyzers for building mixed signal systems.

 

Figure 6: The VI above demonstrates an application that has been configured for mixed signal oscilloscope (analog and digital input) functionality. In addition, digital or analog output functionality could be added to the application and all instruments could still be synchronized.

Rather than settle for a mixed-signal oscilloscope with limited digital functionality, you can use a modular PXI digitizer with arbitrary waveform generators and digital waveform generator/analyzers to build a complete mixed-signal application with the benefits of both an oscilloscope and a logic analyzer.

Software, Analysis Capability, and Customizability

Determining software and analysis capabilities is very important when choosing a modular digitizer or a stand-alone oscilloscope for your application, and this factor may help you choose between the two instruments.

Stand-alone oscilloscopes are vendor-defined while digitizers are user-defined and flexible in the applications they can solve. A boxed oscilloscope provides many of the standard functions that are common to the needs of many engineers. As you can imagine, these standard functions will not solve every application, especially for automated test applications. If you need to define the measurements your oscilloscope makes, you might select a modular digitizer, which leverages the PC architecture while letting you customize an application to your requirements, instead of the fixed functionality of a stand-alone oscilloscope.

NI digitizers are all programmed using the free NI-SCOPE driver software. This driver comes with more than 50 prewritten example programs that highlight the full functionality of any NI digitizer, and the included NI-SCOPE Soft Front Panel provides a familiar interface similar to an oscilloscope. The same hardware can also be programmed for both common and custom measurements in a broad range of applications using programming languages including NI LabVIEW, LabWindows/CVI, Visual Basic, and .NET. The driver also supports express configuration-based functions within LabVIEW.

[+] Enlarge Image

Figure 7: Using preconfigured Express blocks lets you quickly set up your digitizer to quickly acquire data. NI LabVIEW SignalExpress is an interactive environment that lets you acquire, analyze, and log your data with no programming required.

  

Conclusion

Although modular digitizers and stand-alone oscilloscopes are both used to acquire voltages, the instruments offer different benefits. However, the considerations discussed above are important when purchasing either instrument.  Thinking ahead about application requirements, cost constraints, performance, and future expandability can help you choose the instrument that best meets all your needs.