3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Бесконтактный детектор высокого напряжения своими руками

Содержание

Digitrode

цифровая электроника вычислительная техника встраиваемые системы

Бесконтактный индикатор напряжения своими руками

Самодельный бесконтактный индикатор напряжения

В данном проекте будет показано, как создать простой, но эффективный бесконтактный индикатор напряжения. Это проект типа «Сделай сам», который можно собрать с использованием очень простых компонентов и проверить наличие с его помощью напряжения, в том числе и в скрытой проводке за нетолстой стеной. Поскольку это бесконтактный тестер напряжения, вы не получите удар током при проверки напряжения.

Электричество сегодня стало одной из основных потребностей нашей цивилизации, поскольку почти все, что мы используем в нашей повседневной жизни, работает на основе электричества. Но если вы не принимаете необходимые меры предосторожности при работе с электричеством или электрическими приборами, это может привести к серьезным травмам или даже смерти.

Поэтому, прежде чем работать с источником питания переменного тока возле распределительных коробок, например, при установке нового устройства, необходимо отключить питание и убедиться, что на плате коммутатора нет напряжения.

Индикаторы напряжения – это устройства, которые обнаруживают и показывают наличие напряжения в силовых кабелях, электрических проводах, осветительных приборах, автоматических выключателях, розетках и т. д. Бесконтактный индикатор напряжения, как следует из названия, представляет собой устройство для определения напряжения, которому не нужно контактировать с кабелями, проводами или розетками.

В этом проекте мы соберем простую цепь бесконтактного тестера напряжения с питанием от батареи, которую можно использовать для проверки наличия напряжения вблизи всех вышеупомянутых мест.

Принцип работы бесконтактного индикатора напряжения

Любой токонесущий проводник создает небольшое магнитное поле вокруг него, и тип магнитного поля зависит от типа тока, проходящего через проводник. Например, если переменный ток протекает через проводник, то магнитное поле вокруг проводника также периодически изменяется.

Принцип схемы бесконтактного индикатора напряжения состоит в том, чтобы обнаружить это переменное магнитное поле и указать, присутствует ли напряжение или нет. Чтобы определить наличие напряжения, мы будем использовать три NPN-транзистора. В зависимости от величины тока базы ток коллектора к эмиттеру определяется в транзисторе. Отношение тока коллектор-эмиттер к току базы известно как усиление, а в случае 2N3904 (который является транзистором, использованным в этом проекте) это значение составляет приблизительно 200.

Если выход одного транзистора подключен к базе следующего транзистора, итоговый коэффициент усиления является произведением отдельных коэффициентов усиления. Точно так же, если мы добавим еще один транзистор, общее усиление будет усилением одиночного транзистора, возведенного в степень 3 (200x200x200).

Схема бесконтактного индикатора напряжения

Далее приведена принципиальная схема бесконтактного индикатора напряжения.

Небольшой медный провод (около 12 см) намотан как антенна и подключен к базе первого NPN-транзистора. Если эта антенна обнаруживает магнитное поле при нахождении вблизи объектов, находящихся под напряжением переменного тока, таких как кабели и переключатели, она индуцируется небольшим током (из-за электромагнитной индукции) и, следовательно, активирует первый транзистор.

Поскольку выход первого транзистора управляет вторым транзистором, он также активируется и так далее. Когда третий транзистор активирован, светодиод включается, указывая на наличие напряжения. Кроме того, вы можете установить небольшой зуммер последовательно со светодиодом, чтобы он включался всякий раз, когда цепь обнаруживает какое-либо напряжение.

Бесконтактный детектор высокого напряжения своими руками

Но если подать на этот вывод небольшое напряжение то можно сдвинуть пороги срабатывания компараторов самой микросхемы.

Затвор транзистора выполняет роль антенны, которой служит кусок толстого медного провода.

Детектор скрытой проводки №2

С помощью такого детектора можно находить не только провода под напряжением, но и без напряжения, а так же искать места обрывов провода, и это становится возможным в виду того что устройство можно использовать в паре с «звуковым» генератором.

Читать еще:  Бефстроганов из индюшатины

Вместо магнитной головки плеера, его вход выведен на гнездо установленное на корпусе детектора. Через аналогичный штекер, к гнезду можно подключать различные датчики поля.

3. Красный светодиод

В каждого датчика свои особенности, которые в различие материалов стены, глубины и ситуации дают возможность с большей точностью определить где находится провод.

В качестве питания служит небольшая батарея от любого мобильного телефона напряжением 3.7 вольт

Устройство собрано на популярной микросхеме — таймере NE555 по стандартной схеме звукового генератора с регулировкой частоты на подстроечном резисторе.

В ходе экспериментов было выявлено что с изменением частоты звука можно находить провод на большей глубине при одинаковой мощности работы генератора.

На транзисторе bd139 собран выходной каскад усилителя способный выдавать большую мощность в нагрузке. Транзистор установлен на небольшой алюминиевый радиатор.

Нагрузкой служит провод который проложен в стене, он должен быть замкнутым контуром. В качестве ограничения тока применен резистор на 1 — 2 вата который для удобства замены установлен возле выходного «крокодила».

Ниже представлены несколько способов работы генератора в паре с приемником.

Поиск провода в обесточенной комнате:

Поиск обрывов провода в стене или на полу, с помощью общего (естественного) заземления:

Практика показала что для нахождения провода на глубине 1-1.5 см в бетоне, достаточно тока в нагрузке в 0.15 — 0.3 ампера. Для этого резистор был подобран сопротивлением в 22 Ом.

При большой протяжности трассы провода в стене — сопротивление «нагрузки» возрастает и возможно придется уменьшить ограничивающий резистор в плоть до подключения на прямую (без резистора)

Работа генератора на большой мощности (с малым сопротивлением резистора) будет быстро садить аккумуляторы и не даст точно определить центр прохождения провода, поэтому резистор нужно подбирать в зависимости от ситуации.

Как показывает многолетняя практика, совсем не обязательно покупать профессиональные детекторы скрытой проводки и трассоискатели, как и дешевые индикаторы скрытой проводки которые годятся лишь для индикации напряжения в открытом кабеле.
Протестировав множество схем которые блуждают в интернете, а также различных способов нахождения проводов в стене были созданы вполне работоспособные, надежные и эффективные устройства которые отлично справляются как с поиском провода под напряжением, так и без, а так же определением обрывов в стене или под полом.

Как самостоятельно создать детектор для обнаружения скрытой проводки

Зачастую даже «косметические» ремонтные работы в доме или квартире сопровождаются разрушением перегородок и других стен, перемещением розеток или выключателей. Одно дело, если данные процедуры выполняются в новостройке, другое — на объекте, сданном в эксплуатацию.

В последнем случае опасность демонтажа связана с тем, что под слоем штукатурки в стенах находятся электрические провода. Неправильная последовательность действий можно привести к смертельному удару током. Чтобы избежать подобных неприятностей, принято использовать специальные приборы. Ниже приведена основная информация, позволяющая создать детектор скрытой проводки своими руками.

Примечание. Если установкой электрической проводки занимались не вы, нельзя полностью быть уверенным в правдивости имеющихся схем. Возможно, впоследствии вносились какие-то изменения, но они не были зафиксированы в документах.

Предназначение сигнализаторов скрытой электрической проводки

Сигнализатор скрытой проводки иначе называется детектором переменного напряжения. Такое устройство используется для определения наличия тока в диапазоне действия. Главная особенность — отсутствие необходимости в подключении прибора к сети. Простое оборудование позволит обнаружить опасное напряжение, узнать, где расположены провода в бетонных и кирпичных стенах.

Это действие, которое важно выполнять перед штроблением или сверлением стен. В противном случае высока вероятность того, что сверло заденет проводку в стене. Это может привести ко многим негативным последствиям: неисправность всей системы, выход из строя инструмента, которым вы работали, получение увечий и другое.

Покупные приборы в специализированных магазинах электротехники и инструментов хороши и точны, но стоят очень дорого. А тратить большие деньги на то, что может пригодиться раз в пятилетку, не хочется. Альтернативный способ — сконструировать самодельный детектор скрытой проводки своими руками. На его создание уйдет минимум времени и сил. Вы сохраните деньги, получив аналогичный результат.

Типы индикаторов

Детекторы делятся на несколько разных типов. Их классифицируют по принципу действия, механизму, применяемому для оповещения пользователя при обнаружении проводов, и так далее. У каждого приспособления есть свои преимущества и недостатки.

Читать еще:  Органайзер для ножниц

Рассмотрим их ниже:

  1. Электростатический индикатор скрытой проводки используется для поиска электрического поля, формируемого напряжением на проводах. Из достоинств выделим простоту схемы и возможность обнаружения тока на больших расстояниях. Минусы — возможность работы только в сухой среде, а также наличие напряжения в сети, чтобы зарегистрировать проводку.
  2. Электромагнитный прибор фиксирует электромагнитное поле, создаваемое током, движущимся по проводам. Схема детектора максимально проста, позволяет добиться высокой точности. Недостаток аналогичен электростатическому аналогу: проводка должна быть под напряжением, при этом подключенная нагрузка — не ниже 1 кВт.
  3. Индуктивный индикатор — по сути, обычный металлоискатель. Такое устройство самостоятельно создает электромагнитное поле, а затем фиксирует его изменения. Главное преимущество — нет необходимости в напряжении. Из недостатков — сложная схема и возможность ложных срабатываний, поскольку детектор будет фиксировать любые металлические изделия.
  4. Комбинированный индикатор — заводские модели, в которых заложены разные принципы работы. На фоне высокой точности, чувствительности и эффективности единственным недостатком является большая стоимость.

Схемы индикаторов своими руками

Что касается методов оповещения об обнаружении проводки, детекторы делятся на несколько типов:

  • акустические (звуковой сигнал);
  • визуальные (информация на экране или мигающая лампочка);
  • комбинированные (и звуковые, и видеосигналы).

Ниже мы коротко расскажем о нескольких схемах построения самодельных сигнализаторов проводки. Независимо от выбранного варианта, после создания индикатора обязательно убедитесь в его работоспособности. Если будет нужно, то выполните калибровку.

Схема 1: искатель с акустической индикацией

Такой прибор для поиска скрытой проводки защищен от наведенного напряжения при помощи дополнительного сопротивления. Сам резистор устанавливается так, чтобы его можно было свободно исключить из системы, а устройство продолжило работать.

Схема детектора скрытой проводки со звуковой индикацией

Антенна изготавливается из медного проводника длиной от 50 до 150 мм. При обнаружении электрического провода под напряжением прибор начнет издавать треск, издаваемый пьезоэлементом. Чтобы повысить громкость оборудования, можно подключить такой элемент через мост.

Схема 2: детектор с акустической и визуальной индикацией

Еще одна несложная схема самодельного детектора. Его можно построить на простом микрочипе. Основной особенностью данного решения является наличие сопротивления 50 МОм и выше, защищающего устройство от наведенного напряжения. Устанавливать ограничительный резистор для светодиода необязательно: эту задачу решает используемый микрочип.

Схема 3: искатель на полевом транзисторе

Нетрудно будет сделать сигнализатор проводки, используя полевой транзистор. Для этого необязательно хорошо знать принципы электротехники.

Прежде чем начинать процесс сборки, нужно обзавестись следующими инструментами и компонентами:

  • паяльник с канифолью и припоем;
  • нож, пинцет и кусачки;
  • транзистор модели КП303 или КП103;
  • динамик 1500-2100 Ом (такие раньше использовались в старых домашних телефонах);
  • батарейки на 1,5-9 В;
  • выключатель;
  • провода.

Особенностью работы с полевыми транзисторами является их уязвимость к электростатическому пробою. Поэтому важно выполнить заземление для металлических инструментов. Пинцет необходим для того, чтобы избежать соприкосновения с выводами данного элемента. Пальцами их трогать категорически запрещено!

Данный прибор будет работать по принципу улавливания электрического поля. Воздействуя на схему, электрическое поле меняет толщину n-p перехода, что уменьшает исток-сток или повышает проводимость сигнализатора. Все изменения соответствуют частоте сети, к которой подключены провода, формирующие поле. Поэтому сигнализатор будет издавать шум мощностью 50 Гц. Он будет возрастать по мере приближения к проводке.

Будьте осторожны при выполнении сборки, поскольку легко перепутать выводы на транзисторе. Управляющим выводом может быть затвор. Он фиксирует уменьшение или увеличение значения электрического поля. По этой причине транзистор стоит устанавливать в стальной корпус, коммутируемый с затвором. Он выполняет функцию антенны, принимая импульсы с проводки.

Чтобы визуально оповестить пользователя об обнаружении скрытых проводов, параллельно цепи исток-сток устанавливают стрелочный прибор с балластным сопротивлением (можно взять из магнитофона) либо монтируют миллиамперметр 1-10 кОм. Для подключения задействуют упругие одножильные провода. Чем ближе прибор к спрятанным проводам под напряжением, формирующим электрическое поле, тем сильнее будет сигнал.

Схема 4: с использованием Ардуино

Данная схема включена в статью просто для наглядного примера. Она является очень сложной, поэтому объяснять ее не имеет смысла. Те, кто разбираются в платах Ардуино, и без того знают, как построить на них детектор скрытой проводки.

Схема 5: сигнализатор обрыва провода

Это небольшое устройство может быть собрано и установлено внутри пустого корпуса от маркера. Антенна в данном случае выпускается через нижнее отверстие. Ее длина подбирается в соответствии с потенциальной глубиной залегания электропроводки. Обычно достаточно использовать антенну до 100 мм. Если провода спрятаны неглубоко, то можно обойтись длиной ножки на полевом транзисторе.

Читать еще:  Как без токарки сверлить вал электродвигателя ровно

Функции тестера выполняет униполярный транзистор VT1. Как только затвор устройства будет расположен вблизи с проводами, понизится сопротивление на цепи сток-исток. В итоге будут открываться остальные транзисторы, включится светодиод, оповещающий об обнаружении проводки.

Полевой транзистор КП103 и светодиод АЛ307 могут быть заменены аналогичными изделиями. При выборе биполярных транзисторов особо не заморачивайтесь: используйте те, которые есть под рукой. Главное, найти устройство нужных мощности и проводимости. С другой стороны, должен быть высоким коэффициент передачи. Вместо КТ203 можно взять КТ361. Устанавливая КП103, проследите за тем, чтобы он был расположен горизонтально. Затвор компонента нужно загнуть так, чтобы он находился выше корпуса элемента.

Схема 6: на базе микросхемы К561ЛА7

Чтобы построить детектор обнаружения проводки данного типа, воспользуйтесь микросхемой К561Ла7, в которую следует добавить светодиод АЛ 307 или АЛ 336, а также батарейку на 3-15 В.

Стоимость схемы К561Ла7 составляет порядка 15-25 рублей. Антенна на входе подает сигнал, а светодиод, выполняющий функцию индикатора, будет оповещать вас о наличии напряжения. Логические компоненты следует вводить последовательно, поскольку на схеме К561Ла7 используются инверсивные выходы (когда есть сигнал на входе, его нет на выходе, и наоборот).

Универсальный детектор проводки

Для создания универсального сигнализатора скрытой проводки понадобятся знания в области радиостроения. Прибор конструируется на двух независимых блоках. Первый — искатель проводки под напряжением, второй — металлодетектор. Таким образом, вы сможете отыскать проводку, спрятанную в стальной металлоконструкции, или кабель, на который не подано напряжение сети. Устройство выполняет дополнительные задачи, связанные с поиском обесточенных проводов, арматуры, гвоздей и прочих металлических вещей.

Основная часть прибора состоит из двух усилителей КР140УД1208. В данном случае не используется звуковой сигнализатор. Транзистор КТ315 применяется для создания генератора высоких частот, а переменное сопротивление R6 помогает ему перейти к режиму возбуждения. Сигнал на выходе генератора выпрямляется за счет диода КД522. Компаратор, созданный на базе усилителя КР140УД1208ОУ, при помощи этого сигнала переводит генератор звуковых сигналов (К561ЛЕ5) в режим ожидания. При этом светодиод гаснет.

Вращая переменное сопротивление R6, транзистор КТ315 переходит в другой режим работы, близкий к порогу генерации. Состояние контролируется световым индикатором и звуковым генератором. Они будут выключены. Чтобы найти проводку, переместите прибор ближе к стене. Когда антенна из индуктивных катушек L1 и L2 окажется вблизи металла, изменится магнитное поле. Это приведет к срыву генерации, запуску компаратора и зажиганию светодиода. Пьезоизлучатель сформирует звук, частота которого соответствует 1000 Гц.

Малогабаритный металлодетектор

Главной особенностью сигнализатора данного типа является отсутствие необходимости в намотке катушки индуктивности, поскольку элемент заменен обмоткой реле. Изделие функционирует по принципу подсчета разностной частоты на двух генераторах. Один из генераторов будет менять частоту колебаний при сближении с объектом, внутри которого есть скрытый металлический предмет.

Основными компонентами являются генераторы LC и RC. К ним добавляют смеситель, компаратор и два каскада — выходной и буферный. Частота работы обоих генераторов приблизительно одинаковая. После прохождения через смеситель на выходе появляются три частоты. Последняя представляет собой разность двух предыдущих. Специальный фильтр высчитывает эту разность и подает сигнал на компаратор, который создает меандр с той же частотой. Формируются импульсы, которые человек слышит в виде потрескиваний. Частота звука такого потрескивания позволяет обнаружить проводку.

Нестандартные способы поиска скрытой проводки

Обнаружить скрытую проводку можно не только при помощи специализированного детектора. Можно воспользоваться и другими средствами. Мало у кого есть дома компас, однако при наличии данного инструмента можно самостоятельно найти провода в стене. Дайте нагрузку на электрическую линию, следите за отклонением стрелки, которая укажет на кабель.

Второй вариант намного эффективнее, но основан на приблизительно том же действии — силе магнита. К отрезку нити привяжите магнит, изготовленный из неодима. Ведите его вдоль перегородки или стены. Магнит будет отклоняться каждый раз вблизи арматуры или провода. Электрический ток генерирует магнитное поле, на которое реагирует самодельный инструмент.

Таким образом, для поиска скрытой проводки необязательно покупать дорогостоящие профессиональные приборы. Детекторы и сигнализаторы можно создать из подручных средств и недорогих компонентов из магазина электроники. Существуют более простые методы, однако помните, что поиск проводки при помощи магнита с ниткой позволяет получить не самые достоверные результаты.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector