Работа с электричеством требует предельной осторожности, и первое правило безопасности — убедиться в отсутствии напряжения на оборудовании перед началом работ. Полная изоляция устройства от сети не всегда возможна, поэтому для проверки наличия остаточного напряжения необходим специальный прибор. В продаже есть различные модели, но если вы увлекаетесь электроникой и не хотите тратить много денег, вы можете собрать собственный бесконтактный детектор переменного напряжения менее чем за доллар. В этой статье представлены три простые схемы для самостоятельной сборки.
Принцип работы детектора
В основе всех представленных детекторов лежит явление электромагнитной индукции. Вокруг любого проводника с переменным током возникает изменяющееся магнитное поле. Если разместить рядом антенну (проводник), в ней наведётся небольшой электрический ток. Задача схемы — усилить этот слабый сигнал и преобразовать его в визуальный (светодиод) или звуковой (зуммер) индикатор, сигнализирующий о наличии опасного напряжения.
Способ 1: На микросхеме-счётчике CD4017
Микросхема CD4017 — это десятичный счётчик с 16 выводами, способный последовательно перебирать состояния. Для сборки понадобятся: сама микросхема, транзистор 2N2222, конденсатор 100 мкФ, светодиод, резисторы на 220 Ом и 1 кОм, зуммер и антенна.
Схема собирается следующим образом: вывод 1 микросхемы через резистор 1 кОм соединяется с базой транзистора. Коллектор транзистора подключается к катодам светодиода и зуммера, а их аноды — к плюсу питания. Минус питания соединяется с эмиттером транзистора, а также с выводами 8, 13 и 15 микросхемы. Антенна подключается к входу тактовых импульсов (вывод 14). При обнаружении поля антенной счётчик начинает работу, и светодиод мигает. К разным выходным выводам микросхемы можно подключить несколько светодиодов для создания «бегущего огня».
На практике эта схема показала высокую чувствительность: светодиод и зуммер срабатывают при поднесении к проводу под напряжением. Однако у неё есть недостаток — иногда индикация продолжается даже после удаления источника, также возможны ложные срабатывания от прикосновения к антенне.
Способ 2: На популярном таймере NE555
Микросхема таймера 555 — классика радиолюбительских проектов благодаря своей простоте и низкой стоимости. Принцип работы: когда напряжение на выводе 2 (запуск) падает ниже порогового значения, выход (вывод 3) переходит в высокий логический уровень и включает индикатор. Для сборки нужны: микросхема NE555, конденсатор 4.7 мкФ, светодиод, резисторы на 220 Ом и 10 кОм, зуммер и антенна.
Схема подключения: вывод 1 на землю, вывод 2 к антенне, вывод 3 к светодиоду и зуммеру. Выводы 6 и 7 соединяются между собой через резистор 10 кОм и конденсатор. Вывод 8 и свободный вывод резистора 10 кОм подключаются к плюсу питания.
Эта схема показала себя наиболее стабильной. При поднесении провода под напряжением к антенне зуммер и светодиод чётко срабатывают, а прикосновение рукой к антенне не вызывает ложных сигналов, что делает её более надёжной в использовании.
Способ 3: На трёх транзисторах
В этой схеме используется каскад из трёх транзисторов 2N2222, включённых последовательно. Транзистор работает как усилитель и ключ: малый ток базы управляет большим током коллектор-эмиттер. Для сборки понадобятся: три транзистора 2N2222, резисторы на 1 МОм, 100 кОм и 220 Ом, светодиод, зуммер и антенна.
Антенна подключается к базе первого транзистора. Эмиттер каждого предыдущего транзистора соединяется с базой следующего. Резисторы 1 МОм, 100 кОм и 220 Ом подключаются к коллекторам транзисторов и к плюсу питания. Эмиттер последнего транзистора заземляется.
Слабый ток, наведённый в антенне, усиливается каскадом транзисторов. Общее усиление равно произведению коэффициентов усиления каждого транзистора. Третий транзистор в каскаде включает светодиод и зуммер. Яркость свечения зависит от силы наведённого тока, создавая эффект плавного изменения. Главный недостаток этой схемы — низкая чувствительность, для срабатывания антенну нужно подносить очень близко к проводу.
Сборка и тестирование оптимальной схемы
Из трёх рассмотренных вариантов схема на таймере 555 показала наилучший баланс надёжности, чувствительности и простоты. Для постоянного использования её можно аккуратно спаять на печатной плате. Рекомендуется начать с установки панельки (сокета) для микросхемы, чтобы защитить её от перегрева при пайке. Затем припаиваются резистор 220 Ом, светодиод и зуммер к выходу (вывод 3). Далее монтируются резистор 10 кОм и конденсатор. Для питания удобно использовать разъём для 9-вольтовой батареи. Все соединения выполняются согласно схеме, после чего устанавливается антенна.
Готовый детектор — это полезный и недорогой инструмент для каждого дома. С его помощью можно быстро проверить наличие напряжения в розетке, кабеле или электрощите, что особенно важно при неисправностях проводки, мерцании света или поломке бытовой техники. Теперь у вас есть возможность самостоятельно обеспечить дополнительную степень безопасности при работе с электричеством.
Источник