ระบบหน่วง (Daiwa vs Shimano) ตอน 2

...หวังว่าจากตอนที่ 1 คงพอเข้าใจกลไกการเกิดสายฟู่กันบ้างแล้ว ทีนี้มาเข้าใจถึงการทำงานของระบบหน่วงแต่ละอย่างกัน แต่ก่อนอื่นขออธิบายกันเรื่องศัพย์ภาษาอังกฤษกันหน่อยว่า ระบบหน่วงของรอกเบท ภาษาอังกฤษใช้คำว่า Cast Control System หรือ Brake System ส่วนระบบเบรคของรอกเบท ภาษาอังกฤษใช้คำว่า Drag System ก็ดูขำๆ ดีนะครับ...
...ตอนนี้มาทำความเข้าใจแบ็คกราวด์ทางวิทยาศาสตร์ของระบบหน่วงกัน ระบบหน่วงที่จะพูดถึงในบทความนี้มีอยู่ 3 แบบคือ
1. ระบบหน่วงแกนสปูลหรือ Spool Tension
2. ระบบหน่วงแม่เหล็กหรือ Magnetic
3. ระบบเม็ดหน่วงหรือ Centrifugal
1. ระบบหน่วงแกนสปูล หรือ Spool Tension ระบบนี้เท่าที่เคยเห็นก็มีในรอกเบททุกตัว แล้วก็อยู่ข้างมือหมุนด้วย ในรูปที่ 1 เป็นตำแหน่งของระบบหน่วงแกนสปูลในรอก CT-700 ครับ ปุ่มนี้บ้านเราเรียกกันว่าปุ่มปรับหน่วงหรือ Spool tension knob หลักการก็ไม่มีอะไรมาก ปรับให้ปุ่มปรับหน่วงไปกดที่ปลายสปูลเพื่อให้เกิดแรงเสียดทาน ปรับแน่นมากก็เกิดแรงเสียดทานมาก ปรับหลวมหน่อยก็เกิดแรงเสียดทานน้อยหรือไม่มีเลย ตามสมการ

F=uN

โดย F คือแรงเสียดทานที่เกิดกับปลายของแกนสปูล, u คือสัมประสิทธิแรงเสียดทานหรือตัวคูณคงที่ และ N คือแรงกดของปุ่มปรับหน่วง
เห็นได้ว่าในสมการไม่มีตัวแปรที่เกี่ยวกับการหมุนของสปูลเลย ดังนั้นเราสามารถแสดงกราฟแรงหน่วงกับความเร็วในการหมุนของสปูลได้ดังรูปที่ 2

2. ระบบหน่วงแม่เหล็ก หรือ Mag Force (Magnetic Force) มีแรงหน่วงเพิ่มขึ้นแบบ Linear คือสปูลหมุนเร็ว มีแรงหน่วงมาก สปูลหมุนช้ามีแรงหน่วงน้อย ตามสมการ

T=cwf^2

โดย T คือแรงเบรคbrake torque), c คือค่าสัมประสิทธิ์แรงต้านเป็นค่าคงที่ที่ขึ้นอยู่กับโลหะที่ทำสปูลและดีไซน์ของตัวรอก และสปูล, f^2 อันนี้หมายถึง f ยกกำลังสองครับ โดย f คือปริมาณกระแสแม่เหล็ก (Magnetic flux) พูดง่ายๆ ก็คือแรงดูดของแม่เหล็กนั่นเอง

จากสมการจะเห็นว่าแรงแปรผันตาม w หรือความเร็วในการหมุนของสปูล และแปรผันกับ f แบบยกกำลังสอง โดยค่า f หรือกระแสแม่เหล็กจะมากจะน้อยเป็นไปตามคลิ๊กหน่วงที่เราปรับ โดยแต่ละคลิ๊กจะทำให้ตำแหน่งของแม่เหล็กขยับไปเท่าๆ กันก็อนุมานว่าสนามแม่เหล็กก็เปลี่ยนแปลงไปเท่าๆ กัน ดังนั้นจะได้กราฟแรงหน่วงดังรูปที่ 3

ชื่อเต็มๆ ของแรงเบรคที่เกิดนี้เรียกว่า Magnetic Brake Torque หรือ Eddy Current Brake Torque แม้เรารู้สึกว่าแม่เหล็กดูดเฉพาะเหล็ก แต่ที่เคยทำงานมาพบว่าแม่เหล็กดูดทองคำด้วย (แผ่นทองบางๆ ที่ฉาบบนบอร์ดอิเล็กโทรนิกส์ประเภท flex) ไอ้เรื่องดูดไม่ดูดนี้มันเกี่ยวกับสาร magnetic ในโลหะ ส่วนกรณีของ Eddy Current Brake Torque นั้นเกิดจากแรงแม่เหล็กกระทำต่ออิเล็กตรอนอิสระที่มีอยู่ในโลหะทุกชนิด เมื่ออิเล็กตรอนอิสระได้รับอิทธิพลจากสนามแม่เหล็กและมีการเคลื่อนที่ไปในทางเดียวกัน เกิดเป็นสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กดึงดูดกับแม่เหล็กกลายเป็นแรงต้านทานการหมุนขึ้นมา ปรากฎการณ์อีกอย่างนึงที่ขอกล่าวถึงในที่นี้คือปรากฎการณ์ Skin Effect เป็นปรากฎการณ์ที่อิเล็กตรอนเฉพาะที่ผิวของโลหะเท่านั้นที่เกิดปรากฎการณ์สนานสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กจนเกิดแรงต้าน พูดง่ายๆก็คือระบบหน่วงแม่เหล็กที่มีพื้นผิวมาก แรงต้านก็มากไปด้วย จากรูปที่ 4 เป็นระบบหน่วงแม่เหล็กของ Daiwa เทียบกับรอก Silstar ที่ใช้ระบบแม่เหล็กเหมือนกัน ในระบบหน่วงของ Daiwa มีชิ้นส่วนเป็นรูปถ้วยและทำจากเหล็กด้วย แม้ใช้แม่เหล็กน้อยก็มีแรงเบรคมากได้

3. ระบบเม็ดหน่วงหรือ Centifugal สร้างแรงหน่วงโดยอาศัยแรงเหวี่ยงของสปูลเหวี่ยงเม็ดหน่วงให้ไปสัมผัสกับวงแหวนให้เกิดแรงเสียดทาน รูปที่ 5 เป็นรูประบบเม็ดหน่วงของ Shimano Cardiff 100A ระบบเม็ดหน่วงมีแรงหน่วงเพิ่มขึ้นแบบ Parabolic คือเมื่อสปูลหมุนเร็วขึ้น แรงหน่วงจะเพิ่มขึ้นเป็นยกกำลังสองตาม ตามสมการ

F=m(wr)^2

โดย F คือแรงที่เม็ดหน่วงกระทำกับวงแหวนให้เกิดแรงเสียดทาน, m คือมวลของเม็ดหน่วย, w คือความเร็วในการหมุนของสปูล และ r คือรัศมีหรือระยะห่างจากจุดศุนย์กลางสปูลไปถึงเม็ดหน่วง

จากสมการเห็นได้ว่าแรงหน่วงแปรผันตามความเร็วในการหมุนของสปูลยกกำลังสอง และแปรผันตรงตามมวลซึ่งก็คือน้ำหนักของเม็ดหน่วง(รวมไปถึงจำนวนของเม็ดหน่วงที่เปิดใช้งานด้วย) สามารถแสดงเป็นกราฟได้ดังรูปที่ 6

ทีนี้เพื่อให้เข้าใจระบบหน่วงแต่ละแบบ เราต้องเข้าใจการทำงานของระบบหน่วงก่อน โดยมีแนวทางง่ายๆ คือให้สังเกตว่าเกิดอาการฟู่ตอนไหนนะครับคือ

1) เมื่อขว้างเหยื่อออกไปแล้วเกิดอาการฟู่หลังจากเหยื่อผ่านจุดสูงสุดไปแล้วก็ให้ปรับ "หน่วงแกนสปูล" ให้แน่นขึ้น เพราะระบบหน่วงแกนสปูลมีผลช่วงที่เหยื่อกลับมามีแรงดึงกระทำกับสปูลอีกครั้งหลังจากจุดสูงสุด (หาอ่านรายละเอียดได้ในตอนที่ 1 นะครับ)

2) เมื่อขว้างเหยื่อออกไปแล้วเกิดอาการฟู่ก่อนที่เหยื่อไปถึงจุดสูงสุด ถ้าแบบนี้ให้ปรับระบบหน่วงแม่เหล็กหรือเม็ดหน่วงจะเข้ามาทำหน้าที่ในการป้องกันการฟู่ โดยดูจากได้รูปที่ 7

รูปที่ 7 นี้ได้จากการนำรูปที่ 5 และ 6 มาพล็อตเทียบและหักลบกับความเร็วสปูล จากรูปเห็นได้ว่าระบบเม็ดหน่วง (เส้นสีแดง)จะลดความเร็วสปูลให้เป็นแนวเดียวกับกับความเร็วของเหยื่อ (เส้นประสีส้ม) เพราะระบบเม็ดหน่วงนั้นมีแรงหน่วงเปลี่ยนไปตามความเร็วเป็นแบบ parabolic เช่นเดียวกับความเร็วของเหยื่อ ส่วนระบบหน่วงแม่เหล็ก (เส้นสีเขียว) จะลดความเร็วของสปูลลงอย่างรวดเร็วจนเหมาะสมกับความเร็วของเหยื่อ จากนั้นก็ปล่อยสปูลให้เป็นหมุนฟรีเป็นอิสระ

มาถึงตรงนี้ผมก็ไม่กล้าสรุปหรอกนะครับว่าอะไรดีกว่า แต่ขอให้ความคิดเห็นว่าจากลักษณะการทำงานของระบบหน่วงแม่เหล็กนั้นหน่วงให้ความเร็วของสปูลลดลงอย่างรวดเร็วจนถึงระดับความเร็วของเหยื่อจากนั้นก็ปล่อยให้สปูลหมุนอย่างอิสระนั้นทำให้ตีเหยื่อได้ระยะกว่า และตีเหยื่อน้ำหนักเบาได้ดีกว่า ระบบหน่วงแม่เหล็กนั้นสามารถปรับช่วงโค้ง (เส้นสีเขียว) ให้โค้งมากหรือน้อยได้หลากหลายกว่า ทำให้ตีต้านลมได้ดีกว่า

ส่วนระบบเม็ดหน่วงนั้นแรงหน่วงกระทำต่อสปูลอย่างสม่ำเสมอและช่วงโค้ง (เส้นสีแดง) ปรับได้น้อยกว่าระบบแม่เหล็ก แต่ด้วยช่วงโค้งที่ใกล้เคียงกับความเร็วของเหยื่อ (เส้นประสีส้ม)ทำให้การตีเหยื่อที่ทำมุมขนานกับผิวน้ำ เช่น sidecast, under-hand roll, การทอยเหยื่อ (flippin) หรือ การดีดเหยื่อ (pitchin) ทำได้ดีกว่าระบบแม่เหล็ก และแรงหน่วงที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในทุกๆ ระดับการปรับ (รูปที่ 6) ทำให้ใช้งานกับเหยื่อน้ำหนักต่างๆ ได้หลากหลายกว่า

มาถึงตอน 2 แล้วก็หวังว่าน้าๆ คงพอเข้าใจพื้นฐานระบบหน่วงแต่ละชนิดบ้างแล้วนะครับ ในตอนต่อไปจะอธิบายถึงระบบหน่วงของ Daiwa และ Shimano ซึ่งทั้งสองบริษัทก็มีเทคนิคต่างๆ ที่ทำให้ระบบหน่วงทั้งสองระบบพัฒนาไปสู่ขั้น Advance ชดเชยข้อด้อยต่างๆ จนเกือบสมบูรณ์แบบ ติดตามได้ในตอน 3 นะครับ

ขอให้มีความสุขกับการตกปลานะครับ