ระบบการแจ้งเตือนแบตเตอรี่ต่ำในโทรศัพท์มือถือ 

      ใบกิจกรรมที่ 1 นักวิเคราะห์ระบบทางเทคโนโลยี

                     📝  พรีเซนเตชั่น Canva

1. วิเคราะห์ระบบเทคโนโลยี (Systems Analysis)

ภาพรวมของระบบนี้คือการทำงานร่วมกันระหว่าง ชิปจัดการพลังงาน และ ระบบปฏิบัติการ (OS):

• ตัวป้อน (Input):

  • แรงดันไฟฟ้า (Voltage): ค่าศักย์ไฟฟ้าของแบตเตอรี่ในขณะนั้น

  • กระแสไฟฟ้า (Current): ปริมาณไฟที่ไหลเข้า (ชาร์จ) หรือไหลออก (ใช้งาน)

  • อุณหภูมิ (Temperature): ความร้อนของแบตเตอรี่ (มีผลต่อความจุ)

• กระบวนการ (Process):

  • ชิป PMIC (Power Management IC) ประมวลผลข้อมูลดิบ

  • อัลกอริทึม "Fuel Gauge" คำนวณปริมาณไฟที่เหลือจริง (State of Charge - SoC)

  • ระบบปฏิบัติการ (Android/iOS) เปรียบเทียบค่า SoC กับค่าวิกฤตที่ตั้งไว้ (เช่น 20%, 10%)

• ผลผลิต (Output):

  • การแจ้งเตือน (UI): หน้าต่าง Pop-up, เสียงเตือน, ไอคอนแบตเตอรี่เปลี่ยนสี (เขียว -> เหลือง -> แดง)

  • การกระทำของระบบ (Action): เข้าสู่โหมดประหยัดพลังงาน (Low Power Mode) หรือปิดเครื่องอัตโนมัติเมื่อวิกฤต

2. เจาะลึกเทคโนโลยีเบื้องหลัง (Core Technologies)

ความยากคือ "แบตเตอรี่ไม่ใช่ถังน้ำ" ที่จะมองเห็นระดับน้ำได้ง่ายๆ วิศวกรจึงต้องใช้เทคโนโลยีผสมผสานกันเพื่อ "คาดเดา" เปอร์เซ็นต์แบตเตอรี่ ดังนี้

A. เทคโนโลยี "เกจวัดน้ำมัน" (Fuel Gauge IC)

นี่คือชิปขนาดจิ๋วที่ทำหน้าที่เป็นสมองของแบตเตอรี่ โดยใช้วิธีคำนวณหลักๆ 2 วิธีผสมกัน:

1. การวัดแรงดัน (Voltage Monitoring):

   • หลักการ: แบตเตอรี่เต็มจะมีแรงดันสูง (เช่น 4.2V) แบตเตอรี่หมดจะมีแรงดันต่ำ (เช่น 3.0V)

   • จุดอ่อน: เวลาเราใช้งานหนักๆ (เล่นเกม) แรงดันจะวูบตกลงมาชั่วคราว ทำให้ค่าเพี้ยนได้

2. การนับคูลอมบ์ (Coulomb Counting):

   • หลักการ: เหมือน "มิเตอร์น้ำ" ที่คอยนับจำนวนอิเล็กตรอนที่ไหลเข้าและไหลออกจริงๆ

   • จุดเด่น: แม่นยำกว่ามาก เพราะรู้ว่าใช้ไฟไปเท่าไหร่แล้วจริงๆ

   • จุดอ่อน: ถ้าใช้นานๆ โดยไม่ชาร์จเต็ม อาจมีความคลาดเคลื่อนสะสม (Drift)

เทคโนโลยีปัจจุบัน: โทรศัพท์มือถือใช้ Hybrid Algorithm คือเอาทั้ง 2 วิธีมารวมกัน เพื่อความแม่นยำที่สุดครับ

B. กลไกการแจ้งเตือนของ OS (Trigger Mechanism)

เมื่อ Fuel Gauge ส่งค่า % แบตเตอรี่ไปให้ CPU ระบบปฏิบัติการจะทำหน้าที่เป็น "ยาม" เฝ้าระวังจุดสำคัญ (Thresholds):

• ระดับเตือน (Warning Level - ปกติ 20% หรือ 15%):

  • Action: ระบบจะเด้งแจ้งเตือนให้ผู้ใช้รู้ และเสนอให้เปิด "โหมดประหยัดพลังงาน" (ลดแสงหน้าจอ, ลดการทำงานแอปเบื้องหลัง)

• ระดับวิกฤต (Critical Level - ปกติ 5% หรือ 10%):

  • Action: แจ้งเตือนซ้ำด้วยเสียงที่เร่งด่วนขึ้น, ปิดฟีเจอร์ที่ไม่จำเป็น (เช่น แฟลชกล้อง, การสั่นแรงๆ)

• ระดับตัดการทำงาน (Cut-off Level - 0% บนหน้าจอ):

  • ความจริง: จริงๆ แล้วแบตเตอรี่ "ยังมีไฟเหลืออยู่" (ประมาณ 3.0V) แต่ระบบ "สั่งปิดเครื่อง (Shutdown)" ทันที

  • เหตุผล: เพื่อป้องกัน Deep Discharge (การคายประจุจนหมดเกลี้ยง) ซึ่งจะทำให้เซลล์แบตเตอรี่พังถาวรและชาร์จไม่เข้าอีกเลย

สรุปสาระสำคัญ

ระบบแจ้งเตือนแบตเตอรี่ต่ำ ไม่ใช่แค่เรื่องของการบอกเวลาชาร์จ แต่เป็น "ระบบความปลอดภัย" (Safety System) ที่ออกแบบมาเพื่อปกป้องฮาร์ดแวร์ของโทรศัพท์ไม่ให้เสียหายจากการขาดไฟอย่างรุนแรง