В этой статье мы собираемся создать невидимый детектор обрыва проводов, который используется для проверки обрыва или отсоединения проводов внутри стен. Он обнаруживает обрыв провода, обнаруживая наличие переменного напряжения в проводе. Когда рядом с ним будет напряжение переменного тока, он начнет пищать и светодиод загорится высоким светом, в то время как при отсутствии напряжения переменного тока или при обрыве провода зуммер останется тихим, а светодиод погаснет. Эта схема также может служить детектором ЭДС и обнаруживать электрическое поле, создаваемое переменным током (AC).
Устройства, работающие от сети переменного тока, такие как электрические утюги, шлифовальные машины, кондиционеры, прожекторы, питаются от длинных двух- или трехжильных кабелей, подключенных к сети переменного тока. Из-за использования этих устройств в течение длительного времени при протекании большого тока или из-за механических напряжений эти провода могут где-то оборваться.
Очень сложно определить точное местоположение обрыва провода, потому что в настоящее время электрические провода прокладывают внутри стен с помощью труб из ПВХ. И из-за этого люди обычно предпочитают заменять сломанный, а не ремонтировать его. Таким образом, для определения точного положения обрыва провода очень удобен этот детектор обрыва провода, который обнаруживает обрыв провода путем обнаружения ЭДС, генерируемой переменным током в проводе. Он перестает пищать, когда находит обрыв провода, и светодиод на цепи также гаснет.
Обязательные компоненты:
- Микросхема CD 4069
- BC 547 транзистор
- Зуммер
- Аккумулятор 9В
- Светодиоды
- Резисторы 10M, 4.7k, 470k, 220k, 470 и 1.8k Ом
- Переменный резистор 47 кОм
- 1N4148 диод
- Конденсатор 470pF, 100nF
Принципиальная схема и пояснения:
Основная часть проекта - IC 4096. Это шестнадцатеричная инверторная CMOS IC, которая состоит из шести инверторных схем. Это поможет нам обнаружить электромагнитное поле. Он подключается линейно путем размещения резистора обратной связи между контактами 1 и 2. Сопротивление резистора обратной связи поддерживается на высоком уровне, так что изменение электромагнитного поля не влияет на IC 4096.
Когда нет электромагнитного поля, тогда контакт 4 IC 4096 остается высоким, и если электромагнитное поле присутствует рядом с детекторной схемой, тогда контакт 4 становится низким, а контакт 12 становится высоким, что запускает NPN-транзистор BC547. вверх КРАСНЫЙ светодиод.
В то же время на контакте 6 также будет высокий уровень, а на выходе контакта 6 диод будет смещен в обратном направлении, что приведет к срабатыванию RC-генератора, созданного R7 и C2. Частота этого генератора будет около 1 кГц, и выходной сигнал этого генератора будет управлять зуммером.
Рабочее объяснение:
Работать с этим детектором обрыва провода очень просто, и, как уже было упомянуто, основной частью этой схемы является шестнадцатеричная интегральная схема инвертора CD4069. Эта ИС состоит из 6 инверторов, которые, по сути, не являются затвором. Створки N3 и N4 из этих шести инверторов действуют как генератор импульсов, который колеблется в звуковом диапазоне около 1 кГц.
Резисторы R4 (470 кОм) и R5 (220 кОм) и конденсатор C1 (100 нФ) в этой схеме являются компонентами синхронизации, которые определяют частоту. Створки N1 и N2 обнаруживают наличие переменного напряжения вокруг токоведущего провода и слабое переменное напряжение, снимаемое с испытательного щупа. Схема генератора включается или выключается выходным контактом логического элемента N2, который является выходным контактом 10.
Когда рядом с токоведущим проводом не будет переменного напряжения, то выходной контакт 10 останется низким, и в результате диод D3 будет проводить в режиме прямого смещения и удерживает часть генератора от колебаний. Точно так же низкий выход вывода 6 не позволяет транзистору проводить ток. В результате зуммер не будет издавать звуковой сигнал, а светодиод будет гореть светом.
Когда схема обнаруживает присутствие переменного напряжения рядом с ней, выходной контакт 10 становится высоким. Это позволит генератору колебаться с частотой около 1 кГц. Когда осциллятор будет колебаться, тогда он заставит светодиод мигать с очень высокой скоростью, а зуммер начнет издавать звуковой сигнал. Хотя светодиод и зуммер на самом деле колеблются, но кажется, что они горят постоянно, так как скорость мигания очень высока.