สวัสดีชาว Maker ทุกคนครับ! เพื่อนๆ รู้ไหมครับว่า ถ้าเราอยากยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน (Lithium-ion) ให้อยู่คู่บุญกับเราไปนานๆ เคล็ดลับสำคัญคือ "อย่าปล่อยให้แบตเตอรี่หมดเกลี้ยง และอย่าชาร์จทิ้งไว้จนเต็ม 100% ตลอดเวลา" ครับ

สำหรับอุปกรณ์ที่เราไม่ได้ใช้งานบ่อยๆ ระดับแบตเตอรี่ที่เหมาะสมที่สุดในการเก็บรักษา (Sweet spot) จะอยู่ที่ประมาณ 80-90% ครับ แต่มันพูดง่ายกว่าทำใช่ไหมล่ะ? เพราะอุปกรณ์ส่วนใหญ่ที่มีแบตเตอรี่ในตัว มักจะไม่มีระบบให้เราตั้งค่าลิมิตการชาร์จ พอเสียบสายปุ๊บก็อัดไฟจนเต็ม 100% ปั๊บ และนี่คือจุดที่โปรเจกต์ ChargeCap ของคุณ [DaverDavid] เข้ามาช่วยแก้ปัญหาครับ!

ChargeCap ทำงานอย่างไร?

ChargeCap เป็นอุปกรณ์ DIY เล็กๆ ที่ทำหน้าที่เป็นตัวกลางคั่นระหว่างอะแดปเตอร์ชาร์จไฟ USB กับอุปกรณ์ของคุณ ความฉลาดของมันคือ มันไม่ได้ตัดไฟจากการนับเวลา แต่มันใช้วิธีวิเคราะห์ พฤติกรรมการดึงกระแสไฟ (Charge Current) ของแบตเตอรี่ครับ

• ชาร์จแบตก็เหมือนเป่าลูกโป่ง: ธรรมชาติของแบตลิเธียมไอออนคือ ช่วงแรกที่เริ่มชาร์จ มันจะดึงกระแสไฟได้เยอะและคงที่ (เหมือนตอนเริ่มเป่าลูกโป่งที่ลมเข้าได้ง่าย)
• ตรวจจับการลดลงของกระแสไฟ: แต่พอแบตใกล้จะเต็ม กระแสไฟที่ดึงได้จะลดลงอย่างรวดเร็ว (Taper off) ChargeCap จะทำการสุ่มวัดกระแสไฟสูงสุด (Peak current) ในช่วงแรกเก็บไว้
• ตัดไฟเป๊ะๆ: เมื่อมันตรวจจับได้ว่า กระแสไฟชาร์จตกลงมาเหลือแค่ 50% ของค่า Peak มันก็จะสั่งตัดไฟทันที! ซึ่งจุดนี้มักจะเป็นจังหวะที่แบตเตอรี่มีไฟอยู่ประมาณ 80-90% พอดีครับ

ส่องแผงวงจรด้านใน ChargeCap

แผงวงจรด้านในที่ใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ ESP32-C3 เป็นสมองกลหลัก

ด้วยเทคนิคนี้ ChargeCap จึงสามารถใช้ได้กับอุปกรณ์ที่มีแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนได้หลากหลาย ไม่ว่าจะความจุเท่าไหร่ หรือมีเซลล์แบตกี่ก้อน เพราะกราฟการชาร์จไฟ (Charging curves) ของแบตเตอรี่ประเภทนี้จะมีลักษณะคล้ายกันทั้งหมดนั่นเองครับ

แหล่งข้อมูลสำหรับศึกษาเพิ่มเติม

สำหรับเพื่อนๆ ที่สนใจอยากเจาะลึกทฤษฎีแบตเตอรี่ หรืออยากเอาโค้ดของ ChargeCap ไปลองทำเอง สามารถเข้าไปศึกษาต่อได้ที่ลิงก์ด้านล่างนี้เลยครับ:

• เว็บไซต์โปรเจกต์ ChargeCap ต้นฉบับโดย DaverDavid
• ดาวน์โหลด Source Code และไฟล์การออกแบบบน GitHub
• เจาะลึกการทำงานและวงจรระดับลึกของแบตเตอรี่ Li-ion