· ARUM Team · LED Knowledge · 2 min read
Voltage Drop คืออะไร? ทำไมไฟเส้น LED ถึงหรี่ปลายสาย
อธิบายปัญหา Voltage Drop ในไฟเส้น DC 24V คืออะไร เกิดจากอะไร และวิธีแก้ให้ถูกต้องตั้งแต่ขั้นตอนการออกแบบ
ใครเคยติดไฟเส้น LED ยาวๆ แล้วสังเกตว่าปลายสายสว่างน้อยกว่าต้นสาย นี่ไม่ใช่เส้นเสีย แต่เป็นปรากฏการณ์ทางฟิสิกส์ที่เรียกว่า Voltage Drop ซึ่งสามารถป้องกันได้ถ้าเข้าใจและออกแบบระบบให้ถูกตั้งแต่แรก
Voltage Drop คืออะไร
Voltage Drop หรือ “แรงดันตก” คือการที่แรงดันไฟฟ้าลดลงตามความยาวของสายตัวนำ เมื่อกระแสไฟฟ้าวิ่งผ่านทองแดง ทองแดงเองก็มีความต้านทาน (แม้จะน้อยมาก) พลังงานบางส่วนจึงถูกแปลงเป็นความร้อนและแรงดันปลายสายจะต่ำกว่าต้นสาย
สูตรพื้นฐาน: V_drop = I × R (แรงดันตก = กระแส × ความต้านทาน)
ในไฟเส้น LED 12V/24V DC ปัญหานี้ชัดเจนเพราะ:
- กระแส (I) มักสูง เช่น 5A ขึ้นไป
- เส้นทองแดงใน PCB ของ LED Strip บาง — ความต้านทานสะสมเร็ว
- ระยะยาวเกิน 5 เมตร แรงดันจะเริ่มตกเห็นได้ชัด
ทำไมถึงเกิดและทำงานอย่างไร
ลองดูตัวอย่าง: ไฟเส้น 24V COB กินไฟ 12W/ม. ติด 10 เมตรต่อเนื่อง
- กระแสรวม = 120W ÷ 24V = 5A
- ความต้านทานของเส้นทองแดงใน strip ประมาณ 0.5-1Ω ต่อ 10 ม.
- แรงดันตกที่ปลายสาย = 5A × 1Ω = 5V
- ปลายสายเหลือแรงดัน 24-5 = 19V (-21%)
LED ที่ออกแบบให้ทำงานที่ 24V เมื่อได้รับ 19V จะสว่างน้อยกว่าที่ควรประมาณ 40% เห็นเป็นไฟหรี่ปลายสายชัดเจน
ยิ่งเป็นระบบ 12V ปัญหาจะหนักกว่าเท่าตัว เพราะเพื่อให้ได้กำลังเท่ากัน ต้องใช้กระแสมากกว่า 2 เท่า แรงดันก็ตกมากกว่า 2 เท่า — นี่คือเหตุผลที่เส้นยาวควรเลือก 24V
วิธีตรวจสอบว่ามี Voltage Drop
1. ใช้มัลติมิเตอร์ — วัดแรงดัน DC ที่ต้นเส้นและปลายเส้นเทียบกัน
- ต่างกันไม่เกิน 3% — ปกติ
- ต่างกัน 3-10% — ยอมรับได้ แสงหรี่เล็กน้อย
- ต่างกันเกิน 10% — ต้องแก้ไข
2. สังเกตด้วยตา — ถ่ายรูปต้นสายและปลายสาย เปรียบเทียบความสว่าง ถ้าเห็นชัดเจนว่าปลายสายมืด แสดงว่ามีปัญหา
3. วัดอุณหภูมิ — ต้นสายร้อนกว่าปลายสาย 5-10°C แปลว่ากระแสไหลเข้ามากไปที่ต้นสาย
วิธีแก้ Voltage Drop
วิธีที่ 1: Dual Feed (จ่ายสองทาง) — จ่ายไฟเข้าทั้งหัวและท้ายของเส้น ลดระยะที่กระแสต้องวิ่งครึ่งหนึ่ง ลด voltage drop ได้ 75%
วิธีที่ 2: แบ่งเป็นท่อนสั้น — ถ้าเส้นยาว 15 เมตร แบ่งเป็น 3 ท่อนๆ ละ 5 เมตร จ่ายไฟเข้าแต่ละท่อนด้วยสายที่มาจาก PSU แยก ไม่ให้กระแสไหลต่อเนื่องใน strip
วิธีที่ 3: ใช้สายลากขนาดใหญ่ — สายจาก PSU ถึงจุดจ่ายไฟเข้าเส้น ต้องใหญ่พอ:
- ระยะ ≤ 3 ม. — AWG 18 (1.0 mm²)
- ระยะ 3-6 ม. — AWG 16 (1.5 mm²)
- ระยะ 6-10 ม. — AWG 14 (2.5 mm²)
วิธีที่ 4: เลือก 24V แทน 12V — สำหรับงานยาว voltage drop น้อยกว่าครึ่ง
วิธีที่ 5: ใช้ Constant Current strip — เส้นแบบนี้มีวงจร IC ควบคุมกระแสในตัว ทำให้ voltage drop มีผลน้อยกว่ามาก แต่ราคาสูงกว่าปกติ 50-100%
การออกแบบระบบให้ไม่มีปัญหาตั้งแต่ต้น
ถ้ารู้ตั้งแต่ก่อนออกแบบ จะประหยัดเวลาและเงินมาก หลักการคือ:
- อย่าต่อเส้นเดียวยาวเกิน 5 ม. สำหรับ 24V หรือเกิน 3 ม. สำหรับ 12V
- จ่ายไฟเข้าหลายจุด — คิดตำแหน่ง PSU ให้ใกล้เส้นที่สุด
- ใช้สายเส้นใหญ่เกินจำเป็นเล็กน้อย — ค่าใช้จ่ายเพิ่มไม่มาก แต่ลดปัญหาในอนาคต
- เลือกเส้นที่มีทองแดงเยอะ (2-oz copper PCB ขึ้นไป) — ความต้านทานน้อยกว่าเส้นทั่วไปครึ่งหนึ่ง
- เผื่อ Headroom ของ PSU 25% — ไม่ใช่พอดี เพราะ PSU ที่ทำงานเต็มพิกัดจะมีแรงดันไม่คงที่
สรุป
Voltage Drop เป็นเรื่องฟิสิกส์ที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ แต่บริหารจัดการได้ ถ้ารู้จักวางระบบให้ถูก เลือก 24V, จ่ายไฟหลายจุด, และใช้สายใหญ่พอ ก็สามารถทำไฟเส้น LED ยาว 20-30 เมตรได้โดยไม่มีปัญหาแสงหรี่ปลายสาย สนใจ COB Strip Light และ Power Supply คุณภาพพร้อมคำแนะนำการออกแบบระบบ ติดต่อ Arumstores ได้เลยครับ ดูสินค้าทั้งหมด
