Как сделать датчик напряжения
Как сделать светодиодный индикатор напряжения своими руками: схемы и инструкция
Во многие электронно-технические устройства монтируются светодиоды. Они надежные, компактные и экономичные, поэтому являются основными элементами в индикаторах напряжения на светодиодах. Конструкция простейших приборов не сложная, их можно сделать самостоятельно. Собрать небольшое количество деталей может даже начинающий радиолюбитель.
Общее устройство и принцип работы
Световыми индикаторами называют указатели, работающие на основе источника света. Светодиодные приборы работают за счет светового излучения из p-n-перехода при прохождении через него тока.
В быту используются переносные приборы для индикации, в том числе мультиметры. Основное предназначение – определение наличия/отсутствия тока и разности значений напряжения. Вольтаж зависит от типа прибора, по конструкции индикаторы бывают одно- и двухполюсные. При первом варианте токоведущая часть одна, при втором – две.
В магазинах продаются простые тестеры в виде авторучек и отверток. Конструкция размещается в корпусе из диэлектрика со смотровым окошком. Основные элементы: светодиод и резистор. Снизу располагается щуп, сверху металлический контакт для касания рукой.
Эти приборы позволяют:
Справка! Двухполюсные индикаторы позволяют работать с постоянным и переменным током, их функционал выше.
Однополюсные тестеры-отвертки делятся на:
Пассивный тестер используется для определения наличия напряжения в электрооборудовании и проводке. Для контакта используется плоская отвертка, сопротивление создает схема в ручке. Светодиод загорается при прикосновении к детали, по которой течет ток.
Преимущества пассивной отвертки:
Недостатка два: тусклое свечение светодиода и необходимость во время тестирования снять перчатки.
Прибор с дополнительным функционалом можно использовать в двух режимах: бесконтактном и контактном. Определяется наличие напряжения, можно проверить провода, кабели, предохранители. Запитывается такой тестер от батареек. Ноль и фаза определяется так же, как с пассивной отверткой. При тестировании бесконтактным методом прибор держится, не касаясь нижней части. К проводнику подносится верхняя часть.
Важно! Прикасаться к проводнику не нужно. Если светодиод загорелся, проводка (предохранитель) цела.
Индикаторы с расширенным функционалом цифровые. Сделать что-то подобное самостоятельно невозможно.
Большинство двухконтактных индикаторов профессиональные. По функционалу они почти не отличаются от одноконтактных. Эти приборы оснащены двумя щупами, на концах которых острые штыри. В процессе тестирования можно узнать значение напряжения (параметр отображается на экране).
Простейший индикатор напряжения в сети
В городских квартирах больших проблем с сетью не бывает. Бывает, из-за перегрузки фаз на линии — повышается напряжение, но обычно это ненадолго — автоматика на подстанции не срабатывает, и появляется повышенное напряжение в сети.
Когда я столкнулся первый раз с этой проблемой, напряжение в сети подскочило до 255 В! ИБП вылетают сплошь и рядом. А если на подстанции отвалится нулевая шина — быть беде! В сети появятся все 380 В! И некому предъявить претензии (только через суд) по поводу испорченной техники.
Индикаторные светодиоды светятся во время одного полупериода входящего на индикатор напряжения. Жёлтый светодиод LED1 горит всегда, когда присутствует сетевое напряжение. Динисторы VS1 и VS2 и резистивные делители напряжения (R2R4 и R3R5 соответственно) обеспечивают включение зелёного светодиода (LED2) и красного (LED3), когда напряжение достигает определённого значения (называется — порог срабатывани). Если будет значительное превышение напряжения, стабилитрон VD2 предотвратит выход девайса из строя.
Детали недефицитные, и всё в основном было в наличии. За высоковольтным стабилитроном КС680А пришлось съездить на Митинский радиорынок.
Печатные платы рисовал в компьютерной программе Sprint-Layout.
Чтобы регулировать и контролировать напряжение при настройке, использовал ЛАТР и мультиметр. При напряжении в 230 В добился устойчивого свечения зелёного светодиода. Если уменьшить напряжение до 200 В, зелёный светодиод погаснет — в противном случае надо увеличивать сопротивление R2. При напряжении в 260 В подстроечным сопротивлением установил порог срабатывания красного светодиода. Настройка завершена.
Индикатор поставил в распределительный щиток, который находится в квартире, и запитал его от входного автомата.
Простой индикатор протекающего переменного тока
Естественной и логичной идеей будет установить в разрыв цепи резистор и использовать падение напряжения на нем для свечения маломощного индикатора, лампочки или светодиода. Однако расчеты показывают, что резистор придется взять изрядной мощности, он будет сильно греться, падение напряжения на нем – практически бесполезная трата энергии. Например. Имеем три независимых проволочных нагревателя (3 фазы), каждый мощностью 500 Вт. Нужно во время работы печи иметь представление о целостности каждого. Вспомнив, что I=P/U выясним, что в цепи каждого нагревателя протекает ток 2.3 А. Чтобы получить падение напряжения на резисторе 5 вольт (для зажигания светодиода), придется рассеять на этом резисторе более 10 Вт. Т.е. мощность резистора должна быть несколько выше расчетной (габариты, масса), нагрев элемента предполагает его специальную установку – неплавящуюся изоляцию, вентиляцию и.т.д. Кроме того, как уже говорилось – теряем 5 вольт от, хорошо если 220.
Итак, последовательно включенный резистор применять неудобно. Существующие схемы индикаторов тока с цепочкой мощных диодов ничем не лучше, кроме прочего, придется учитывать и допустимые токи через диоды.
Значительно лучшими эксплуатационными показателями обладает трансформаторный датчик. Сопротивление его измерительной обмотки ничтожно, никакого нагрева, потери минимальны. Да, он дороже стоит (как все моточные изделия), больше весит. К счастью, кустарное техническое творчество не предполагает серийного производства с высокой окупаемостью. В качестве датчиков можно применить доработанные маломощные сетевые трансформаторы из старой износившейся или морально устаревшей бытовой техники. Здесь были применены трансформаторы питания от импортных пластиковых переносных кассетных магнитофонов с FM радио. Небольших размеров, моно, невысокого класса. Подобрал три почти одинаковых трансформатора. Еще один источник миниатюрных сетевых трансформаторов – старые сетевые «адаптеры» в небольшом корпусе-вилке. Старые их модели часто были с низкочастотным трансформатором.
Что понадобилось для изготовления.
Набор инструмента для электромонтажа, паяльник с принадлежностями, мультиметр, фен технический для работы с термотрубками. Набор инструментов для мелкой слесарной работы, измерительный инструмент, ножницы по металлу, дрель электрическая или шуруповерт со сверлами, пара струбцин для гнутья, мелочи.
Доработка облегчилась благодаря удачной конструкции трансформаторов – в них обмотки расположены рядом, на сборном пластиковом каркасе (технологичность изготовления), а не поверх друг друга (выше эл. параметры). Доработка свелась к перемотке вторичной, низковольтной обмотки. Из-за особенности конструкции трансформаторов удалось сделать это без муторной сборки-разборки проклеенного сердечника из Ш-пластин.
Удалив внешнюю изоляцию вторичной обмотки, выяснил направление намотки провода. Отметил его спиртовым фломастером на магнитопроводе трансформатора.
Спилив выступающие части катушки ножовкой по металлу, вытолкнул, выбил внутренние ее части, удалил остатки изоляции, острым ножом срезал пластиковые заусенцы.
Намотал (продел в окно) провод новой вторичной обмотки. Для потребляемой мощности 500 Вт (2.3 А) применил гибкий монтажный провод сечением 0,5 мм2 в хорошей силиконовой изоляции. Без особенного труда влезло 3.5 витка.
При протекании указанного тока через измерительную обмотку, на высоковольтной обмотке получается около 90 вольт. Для индикации применил маленькую неоновую лампочку импортного производства, последовательно с токоограничивающим резистором. Резистор подобрал по яркости (не максимальной, но удобной) свечения. Получилось около 500 кОм.
Вычертил эскиз с размерами, с учетом поправок на сгибы. Перенес разметку на подходящий кусок листового материала. В углах сгибов накернил и просверлил тонким сверлом отверстия (не будет складки), зенковал отверстия крупным сверлом. Вырезал развертку ножницами по металлу.
Для сгибания развертки зажал ее на краю ровной железки – станины самодельного токарного станка по дереву. Прижал подходящей деревяшкой, то, что должно быть отогнуто выступает. Легкими ударами резиновой киянки отогнул лепестки, перевернул заготовку, отогнул лепестки на второй стороне. Остальное легко и точно сгибается руками.
Сердечник трансформатора набирается из отдельных изолированных друг от друга пластин, чтобы поумерить вредный его нагрев из-за вихревых токов (тов. Фуко), замыкать их нельзя. Для изоляции жестяной обоймы от магнитопровода потребуется еще одна аналогичная деталь из плотной бумаги. Применил ватманскую. Линии сгиба предварительно частично прорезаются или лучше – проминаются тупым ножом или чем-то подобным.
Датчик тока в сборе.
Два из трех датчиков тока в блоке управления трехфазным нагревателем печи. Индикаторные лампочки вынесены на переднюю панель, токоограничивающие резисторы смонтированы вместе с отходящими проводами, затянуты в термотрубку и скреплены вместе с остальным монтажом нейлоновыми ремешками и пластиковой спиралью.
Для размещения отдельного датчика тока вместе с индикатором, например, для сигнализации о невыключенном электроприборе в удаленном помещении удобно будет применить подходящую стандартную электрическую коробку.
Поделки своими руками для автолюбителей
Простой детектор напряжения своими руками, схема
Иногда нужно знать, где проходит проводка под штукатуркой, а иногда просто нужно узнать есть ли напряжение в розетке или в выключателе, не вскрывая его. Вот сегодня и соберём интересную поделку из простой схемы.
Для реализации нашей поделки понадобятся простые, радиоэлектрические элементы.
Три резистора номиналами 1м, 100ком и 10ом.
Один простой светодиод, я взял красный.
Батарейка в данном случае нужна будет крона 9 вольтовая.
Три транзистора типа 2N3904 или аналог.
Немного медной проволоки толщиной приблизительно 1 мм.
Ну и какую-нибудь основу, то есть каркас, я взял картонную трубку, которая осталась у меня после ремонта, а вам посоветую взять кусок от ПВХ трубы.
Собирать нашу поделку будем вот по такой простой схеме:
Собирать будем навесным монтажом, если у вас есть желание сделать и вытравить для этого плату, то это будет вообще классно. 🙂
Как я всё паял навесным монтажом, рассказывать я думаю не надо, будет всё понятно из фото…
Из медной проволоки мы делаем катушку-радар, её необязательно делать треугольниками, можно сделать и круглую. Приблизительно 5-6 витков я думаю хватит.
К спаянной схеме, припаял разъём для подсоединения батарейки, выключатель не стал ставить, так как батарейка и так быстро отсоединяется.
Собранную схему к трубке приклеил термоклеем и другие узлы тоже всё приклеил термоклеем.
Вот такой простой вид получился у нашей поделки, но работает она прекрасно, напряжение определяет точно, даже аккумуляторы и те показывает.
Digitrode
цифровая электроника вычислительная техника встраиваемые системы
Бесконтактный индикатор напряжения своими руками
Самодельный бесконтактный индикатор 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.