EMC คืออะไรใครรู้บ้าง 2

EMC หัวข้อที่วิศวกร(ทุกสาขา)พึงต้องรู้ (ตอนที่ 2)

เสียงสะท้อนจากพี่ๆ น้องๆ บอกว่าอย่าเขียนในเรื่องที่หนักไป ให้เบาๆ เหมือนปุยนุ่นหน่อย ครับต้องขอบคุณเป็นอย่างยิ่งสำหรับการแสดงข้อคิดเห็น อย่างน้อยแสดงว่ามีคนอ่านบ้าง จริงไหมท่าน ฉะนั้นฉบับนี้คงไม่เครียดนะท่าน
เราจะมาว่าต่อในบทความตอนที่สอง คือเรื่องการออกแบบและแนวทางการป้องกัน เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาด้าน EMC ต่อสิ่งแวดล้อมและกรณีศึกษาผลกระทบด้าน EMC ประเด็นนี้หากจะว่าไปก็เช่นคำภาษิตที่ว่า คิดก่อนทำ นั่นแหละท่าน ฉะนั้นหากจะบอกว่าในกระบวนการออกแบบเจ้าเครื่องมือ หรือระบบทางไฟฟ้า และอิเล็กทรอนิกส์จะต้องมีคาถาอย่างน้อยสองข้อว่า Safety และก็ EMCTechnology อยู่ด้วยเสมอ ที่ต้องเป็นเช่นนี้เพราะหลายๆ กฎระเบียบด้าน EMC ในปัจจุบัน เริ่มถือเป็นข้อบังคับใช้แล้ว จะมาอย่างแบบ ส.ว.ว่าผมม่ายรู้ ม่ายได้นะท่าน แล้วอะไรละคือ EMC Technology

ในตอนที่แล้ว เกล้ากระผมได้บอกว่า EMC ประกอบด้วยส่วนสำคัญอยู่สามส่วน คือส่วนแรกแหล่งกำเนิดสัญญาณรบกวน (EMIsource) ส่วนที่สองคือส่วนที่ได้รับผลกระทบผลของ EMI หรือบางครั้งอาจเรียกว่าแหล่งรับสัญญาณรบกวน (receptor) และส่วนที่สามคือการเชื่อมต่อระหว่างสองส่วนแรก (coupling) ซึ่งแบ่งย่อยออกเป็น ส่วนเชื่อมต่อแบบ conduction อันนี้จะเป็นอะไรก็ได้ที่ใช้ตัวนำเป็นสื่อ เช่น ระบบสายเมน สายดิน สายควบคุม หรือสายผ่านโมเด็ม ได้ทั้งสิ้น ส่วนอีกเส้นทางหนึ่งคือ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจะแผ่กระจายผ่านตัวกลางทางอากาศ เรียกว่าเป็นการเชื่อมต่อแบบ radiation เจ้า EMC Technology ก็คือ อย่างที่หนึ่ง ลดระดับ Noise ที่ต้นเหตุ อย่างที่สอง เพิ่มภูมิคุ้มกันที่ receptor และอย่างที่สามอย่างสุดท้าย คือการทำให้สัญญาณที่ต้องการใช้เชื่อมต่อ สะอาดปราศจากสัญญาณรบกวนที่ไม่ต้องการ หรือป้องกันไม่ให้สัญญาณที่ไม่พึงประสงค์ผ่านเข้ามาได้
วิธีการที่จะลดระดับ Noise ก็ด้วยวิธีเช่น ลดขนาดสัญญาณลงลดความถี่ลง รวมถึงการออกแบบให้ rising time และ falling timeมากขึ้น อย่างนี้พระท่านว่าจะทำใหักิเลสน้อยลง หรือ สัญญาIรบกวน (EMI) น้อยลง
วิธีการข้อที่สองก็คือออกแบบให้ระบบมีภูมิคุ้มกันให้มากขึ้นหรือต้องฉีดยาป้องกันได้ให้มีภูมิคุ้มกันพอจะทนฟ้าทนฝนได้นั่นแหละท่าน ยกตัวอย่างเครื่องมือของท่านอาจติด MOV (Metal Oxide Varistor) เพื่อป้องกันแรงดัน เสริ์จ (surge) ที่เป็นผลมาจากฟ้าผ่า ให้ทนและรักษาเครื่องมือให้ทำงานได้ ไม่เจ็บไม่ไข้ไปเสียก่อน
ปัจจัยที่สามก็คือ หากมี EMI มาตามสายตัวนำแล้วละก้อ เอาหลวงพ่อ filter มาเป็นยา กรองให้เฉพาะสัญญาณที่สะอาดแล้วเท่านั้นผ่านไปสู่เครื่องมือของท่านได้ แต่หากว่าเจ้า EMI นี้แผ่คลื่นไปทางอากาศจะทำอย่างไร ก็เอาหลวงพ่อกำบังคลื่นมาเป็นยันต์กันสิ่งชั่วร้ายผ่านไปสิท่าน นั่นคือต้องออกแบบระบบ shieding ซึ่งมีเทคโนโลยีการดูดกลืน และสะท้อนพลังงานแล้วแต่จะออกแบบ อ่านดูเข้าใจยากมั้ยท่าน

ต้องดูรูปนี้ประกอบไปด้วย
ผมนึกออกแล้ว ผมจะเสนอมุมมองของ EMC technology ที่สัมพันธ์กับโอวาทปาติโมกข์ เพราะหลักการควบคุม EMC ช่างสอดคล้องและสัมพันธ์กันเสียนี่กระไร ก่อนอื่นถามว่าใครไม่รู้จักโอวาทปาติโมกข์ โปรดยกมือขึ้น (เอ้า ลือชา เห็นว่าเข้าวัดบ่อยไง ไฉนจึงยกมืออยู่เล่า) แหมผมว่าแท้ที่จริงแล้วทุกท่านรู้ดี เพียงแต่นึกไม่ออกเท่านั้นเอง จริงไม๊ท่าน หัวใจของโอวาทปาติโมกข์คือ ละชั่ว ทำความดี ทำใจให้ผองแผ้ว (จริงๆ มีอยู่หลายข้อ แต่สรุปเป็นสามหมวดนะท่าน) ท่านลองเปรียบเทียบตารางนี้ดูซิท่าน
ว้าว… ดูเหมือนจะเข้ากันได้เหมาะเจาะอะไรขนาดนี้ ต่อไปนี้ท่านคงจะได้เห็นแนวทางธรรมกับทางวิศวกรรมแล้วว่าไปด้วยกันได้ผมอยากจะขมวดประเด็นการควบคุมด้าน EMC ด้วยรูปๆ หนึ่ง เชื่อว่าจะช่วยละความแตกต่างกันระหว่างเถ้าแก่กับวิศวกรได้ (ท่านวิรัตน์ รุ่น 17 ตะโกนว่า จะไปยากอะไร ก็เป็นลูกเขยเถ้าแก่ก็หมดเรื่อง ยอด…สุดยอดเลยท่าน) ลองดูรูปต่อไปนี้นะท่าน
ส่วนสำคัญของรูปนี้ประกอบไปด้วยสองส่วนที่น่าสนใจคือขีดจำกัดที่สัญญาณรบกวนที่ปล่อยออกมา (emission limit) ทั้งมาตามสายและแผ่มาทางอากาศ คือเป็นตัวที่กำหนดว่าระดับ EMI ต้องออกแบบมาให้ต่ำกว่าแนวเส้นนี้เสมอ คือเป็นข้อกำหนดว่าใครจะสร้าง EMI ขึ้นมาก็ยอมให้เกิดขึ้นได้แต่ต้องไมให้เกินขีดนี้นะ เหมือนขีดจำกัดไอเสียรถยนต์นั่นแหละท่าน จุดนี้เถ้าแก่มักจะกำหนดให้ emission level ที่จะปล่อยออกมาปริ่มๆ หรือใกล้ๆ กับ emission limit ยิ่งใกล้หมายถึงค่าใช้จ่ายที่ถูก ในขณะที่วิศวกรคุณภาพอย่างท่านพี่ท่านน้องทั้งหลายบอกว่า emission level ควรจะต้องต่ำกว่า emission limit มากๆ จะทำให้ผลเสียน้อย ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมมีน้อย แต่อาจต้องจ่ายแพงขึ้น trade off อย่างนี้เลย จำต้องมีเวทีที่เถ้าแก่ และวิศวกรต้องคุยกัน ก่อนออกแบบ หรือวางแผนการผลิต
ด้านขีดจำกัดภูมิคุ้มกัน lmmunity limit ก็เช่นกัน ปกติเครื่องมือที่ได้มาตรฐานมักจะมีเจ้า lmmunity limit เพื่อรับรองว่าจะไม่เดี้ยงก่อนเวลาอันควร เมื่อมี EMI ไม่พึงประสงค์เข้ามา เถ้าแก่ก็มักจะมีนโยบายประหยัด จึงเลือกให้เจ้า MOV ที่มีค่า lmmunity level สูงกว่า lmmunity limit เล็กน้อย เมื่อเวลาผ่านไปสักสองฤดูฝน ค่าlmmunity level อาจเปลี่ยนไป เช่นลดต่ำกว่า lmmunity limit ก็เป็นได้ ทำให้อาจเกิดความเสียหายหรือไม่น่าเชื่อถือขึ้น มวลเหล่าวิศวกรทั้งหลายพึงหลีกเลี่ยงปัญหานี้ (กลัวถูกด่ามากกว่า) ก็โดยการเลือกให้ระดับภูมิคุ้มกันมีค่าสูง (high Immunity level) แต่ต้องจ่ายมากขึ้น
สรุปได้ว่าเรา หัวใจของ EMC technjology กับหัวใจของโอวาทปาติโมกข์นั้นเข้ากันได้ (Compatibility) นะท่าน ส่วนในบทความตอนต่อไปอันเป็นที่สามจะเป็นเรื่องมาตรฐานและข้อกำหนดด้าน EMC ระหว่างประเทศ และของไทย รวมถึงการศึกษาวิจัยและบริการด้านการทดสอบ EMC ในประเทศไทย ลองกัดฟันติดตามดูนะท่าน
วันที่บทความ : 07 เม.ย. 2544 ที่มา : ผศ.ดร. วีระเชษฐ์ ขันเงิน
เครดิต: www.kmitl.com/article.php?articlecat=3&articleid=10

Posted in: มาตรฐานวิศวกรรม