Прибор предназначен для поиска электросетей переменного тока под землёй и в каналах бетонных и кирпичных зданий, их местоположение и глубину залегания.
В отключенные кабельные линии перед поиском трассы следует подать напряжение звуковой частоты достаточной мощности, а конец линии временно замкнуть, также следует поступить при возможном механическом повреждении, электромагнитное поле в поврежденном месте всегда в несколько раз выше, чем в исправном участке линии.
Принцип действия прибора основан на преобразовании электромагнитного поля электросети частотой 50 Гц в электрический сигнал, уровень которого зависит от напряжения и тока в проводнике, а также от расстояния до источника излучения и экранирующих факторов грунта или бетона.
Схема прибора состоит из датчика электромагнитного поля BF1, предварительного усилителя на транзисторе VT1, усилителя мощности DA1 и выходного контрольного устройства состоящего из звукового анализатора на наушниках ВA1 , светового пикового индикатора HL1 и гальванического прибора индикации мощности - PA1. Для снижения искажений сигнала электромагнитного поля в схемы усилителей введены цепи отрицательной обратной связи. Использование на выходе мощного усилителя низкой частоты позволяет подключать нагрузку любого сопротивления и мощности.
В схему введены установочные резисторы и регуляторы, позволяющие оптимизировать режим работы схемы устройства. Прибором можно оценить глубину залегания электросети от поверхности земли.
Для электропитания схемы прибора достаточно источника тока типа «Крона» на 9 вольт или КБС на напряжение 2 * 4,5 вольта.
Для устранения случайной разрядки элементов питания в схеме используется двойное выключение: размыканием плюсовой шины питания шины питания при отключении наушников BA1.
Электромагнитный датчик BF1 используется от высокоомных телефонных наушников типа ТОН -1 со снятой металлической мембраной. Он подключен к предварительному усилителю на транзисторе VT1 через разделительный конденсатор C2. Конденсатор С3 снижает уровень высокочастотных помех, особенно радио- помехи. Усилитель на транзисторе VT1 имеет обратную связь по напряжению с коллектора на базу через резистор R1, при повышении напряжения на коллекторе повышается напряжение на базе, транзистор открывается и напряжение коллектора снижается. Питание на усилитель подается через резистор R2 нагрузки с фильтра C1, R4. Резистор R3 в цепи эммитера транзистора VT1 смешает характеристику транзистора и за счёт отрицательного уровня напряжения несколько снижает усиление при пиках сигнала. Предварительно усиленный сигнал электромагнитного поля через конденсатор С4 гальванической развязки поступает на регулятор усиления R5 и далее через резистор R6 и конденсатор С6 на вход (1) аналоговой микросхемы усилителя мощности DA1. Конденсатор С5 снижают частоты более 8000 Гц для лучшего восприятия сигнала.
Усилитель мощности звуковой частоты на микросхеме DA1 с внутренним устройством защиты от коротких замыканий в нагрузке и перегрузки позволяет с хорошими параметрами усилить входной сигнал до величины достаточной для работы нагрузки мощностью до 1 ватта.
Искажения в сигнале вносимые усилителем в процессе работы зависят от значения отрицательной обратной связи. Цепь ОС состоит из резисторов R7,R8 и конденсатора C7. Резистором R7 возможно подстроить коэффициент обратной связи исходя из качественных показателей сигнала.
Конденсатор С9 и резистор R8 устраняют самовозбуждение микросхемы на низких частотах.
Через разделительный конденсатор С10 усиленный сигнал поступает на нагрузку ВА1 , индикатор уровня РА1 и светодиодный индикатор HL1.
Электродинамические наушники подключаются к выходу усилителя через разъём XS1 и XS2 , перемычка в XS1 замыкает цепь подачи напряжения питания с батареи GB1 на схему. Световой индикатор HL1 контролирует наличие перегрузки выходного сигнала.
Гальванический прибор РА1 указывает на уровень сигнала в зависимости от глубины залегания электросети и подключен к выходу усилителя через разделительный конденсатор С11 и умножитель напряжения на диодах VD1-VD2.
В приборе поиска электросетей нет дефицитных радиодеталей: приемник электромагнитного поля BF1 можно выполнить из малогабаритного согласующего трансформатора или электромагнитной катушки.
Резисторы типа С1-4 или МЛТ 0,12 , конденсаторы типа КМ, К53.
Транзистор обратной проводимости КТ 315 или КТ312Б. Диоды импульсные на ток до 300 мА.
Иностранный аналог микросхемы DA1 - TDA2003.
Прибор уровня РА1 использован от индикатора уровня записи магнитофонов на ток до 100мкА.
Светодиод HL1 любого типа. Наушники ВА1 - ТОН-2 или малогабаритные от плееров.
Правильно собранное устройство начинает работать сразу, положив датчик электромагнитного поля на сетевой шнур включенного паяльника установить резистором R7 максимальную громкость сигнала в наушниках, при
среднем положении регулятора R5 «Усиление».
Все радиодетали схемы расположены на печатной плате кроме датчика BF1 , он установлен в отдельной металлической коробочке. Батарея питания - КБС закреплена снаружи корпуса на скобку. Все корпуса с радиокомпонентами закреплены на алюминиевой тросточке.
Испытание прибора поиска электросетей можно начать не выходя из дома, достаточно включить свет одной из ламп и уточнить трассу в стене и потолке от выключателя до лампы, а затем перейти на поиск трасс под землёй во дворе дома.
Литература:
1. И.Семёнов Измерение больших токов. «Радиомир» №7 /2006 год стр.32
2. Ю.А.Мячин 180 аналоговых микросхем. 1993г.
3. В.В.Мукосеев и И.Н. Сидоров Маркировка и обозначение радиоэлементов. Справочник. 2001г.
4. В.Коновалов. Прибор поиска электропроводов - Радио,2007,№5 ,С41.
5. В.Коновалов. А. Вантеев Поиск подземных электросетей, Радиомир №11, 2010, С16.
Описание схемы трассоискателя. На рис. 1 схема тонального генератора. RC-генератор собран на транзисторе Т1 и работает в диапазоне 959 – 1100 Гц. Плавная регулировка частоты осуществляется переменным резистором R 5. В коллекторную цепь транзистора Т 2, который служит для согласования генератора Т1 с фазоинвертором Т3 с помощью выключателя Вк1 могут подключаться контакты реле Р1 предназначенного для манипуляции колебаниями генератора Т1 с частотой 2-3 Гц. Такая манипуляция необходима для четкого выделения сигналов в приемном устройстве при наличии помех и наводок от подземных кабелей и воздушных цепей переменного тока. Частота манипуляции определяется ёмкостью конденсатора С7. Предоконечный и оконечный каскады выполнены по двухтактной схеме. Вторичная обмотка выходного трансформатора Тр3 имеет несколько выходов. Это позволяет подключать к выходу различную нагрузку, которая может встретится на практике. При работе с кабельными линиями требуется подключение более высокого напряжения 120-250 Вольт. На Рис.2 изображена схема сетевого блока питания со стабилизацией выходного напряжения 12В.
Принципиальная схема приемного устройства с магнитной антенной - Рис 3. Оно содержит колебательный контур L1 C1. Напряжение звуковой частоты, наведенное в контуре L1 C1 через конденсатор С2 поступает на базу транзистора Т1 и далее усиливается последующими каскадами на транзисторах Т2 и Т3. Транзистор Т3 нагружен на головные телефоны. Не смотря на простоту схемы, приемник обладает достаточно большой чувствительностью. Конструкция и детали трассоискателя. Генератор собран в корпусе и из деталей имеющегося усилителя низкой частоты, переделанного по схеме рис.1,2 . На переднюю панель выведены ручки регулятора частоты R5, и регулятора выходного напряжения R10. Выключатели Вк1 и Вк2 – обычные тумблеры. В качестве трансформатора Тр1 можно использовать межкаскадный трансформатор от старых транзисторных приемников "Атмосфера”, "Спидола” и пр. Он собран из пластин Ш12, толщина пакета 25мм, первичная обмотка 550 витков провода ПЭЛ 0.23, вторичная – 2 х100 витков провода ПЭЛ 0.74. Трансформатор Тр2 собран на таком же сердечнике. Его первичная обмотка содержит 2 х110 витков провода ПЭЛ 0.74, - вторичная 2 х 19 витков провода ПЭЛ 0.8. Трансформатор Тр3 собран на сердечнике Ш-32, толщина пакета 40 мм; первичная обмотка содержит 2 х 36 витков провода ПЭЛ 0.84; вторичная обмотка 0-30 содержит 80 витков; 30-120 - 240 витков; 120-250 – 245 витков провода 0.8. Иногда в качестве Т3 мной использовался силовой трансформатор 220 х 12+12 В. При этом вторичная обмотка 12+12 В включалась как первичная, а первичная как выходная 0 – 127 - 220. Транзисторы Т4-Т7 и Т8, должны быть установлены на радиаторы. Реле Р1 типа РСМ3.
Монтаж усилителя приемного устройства трассоискателя сделан на печатной плате которая вместе с элементами питания А4 и выключателем Вк1 закреплена в коробке из пластика. В качестве штанги приемного устройства мной приспособлена лыжная палка нижняя часть которой обрезана по росту для удобства пользования. В верхней части ниже ручки крепится коробка с усилителем. В нижней части перпендикулярно штанге крепится пластиковая трубка с ферритовой антенной. Ферритовая антенна состоит из ферритового сердечника Ф-600 размером 140х8 мм. Антенная катушка разбита на 9 секций по 200 витков в каждой провода ПЭШО 0.17 индуктивность ее 165 мГн
Налаживание генератора удобно производить с помощью осциллографа. Перед включением нагрузить выходную обмотку Тр3 на лампочку 220 В х 40 Вт. Проверить осциллографом или головными телефонами через конденсатор 0.5 прохождение звукового сигнала от первого до выходного каскада. Резистором Р5 установить по частотомеру частоту 1000 Гц. Вращая резистор Р10 проверить по свечению лампочки регулировку уровня выходного сигнала. Настройку приемника следует начинать с настройки контура L1C1 на заданную резонансную частоту. Проще всего это сделать с помощью звукового генератора и указателя уровня. Подстройку контура можно производить изменением емкости конденсатора С1 или перемещением секций обмоток Катушки L1.
Исходным пунктом для начала поиска трассы должно быть место, где возможно соединение генератора с трубопроводом или кабелем. Провод, соединяющий генератор с трубопроводом должен быть как можно короче и имел сечение не менее 1,5-2 мм. Заземляющий штырь вбивается в землю в непосредственной близости от генератора на глубину не менее 30-50 см. Место, где вбит штырь, должно быть в стороне от пролегающей трассы на 5-10 м. С помощью приемника, обнаружив зону наибольшей слышимости сигнала, уточняют зону направления трассы, поворачивая магнитную антенну в горизонтальной плоскости. При этом следует сохранять постоянную высоту антенны над уровнем почвы. Наибольшая громкость сигнала получается, когда ось антенны направлена перпендикулярно направлению трассы. Четкий максимум сигнала получается, если антенна направлена точно над линией трассы. Если трасса имеет обрыв, то в этом месте и далее сигнал будет отсутствовать. Подземные силовые кабели, находящиеся под напряжением, могут быть обнаружены с помощью одного только приемного устройства, так как вокруг них имеется значительное электромагнитное переменное поле. При поиске трасс обесточенных подземных кабелей, генератор трассоискателя подключается к одной из жил кабеля. В этом случае обмотка выходного трансформатора подключается полностью, чтобы получить максимальный уровень сигнала. Место заземления или обрыва кабеля обнаруживается по пропаданию сигнала в телефонах приемного устройства, когда оператор будет находиться над точкой повреждения кабеля. Мной было изготовлено 6 подобных устройств. Все они показали отличные результаты при эксплуатации, в некоторых случаях, даже не производилась настройка трассоискателя.
Чтобы поиск проводов, спрятанных под слоем штукатурки, не стал настоящей проблемой при ремонте квартиры, достаточно иметь в своем арсенале домашнего мастера индикатор скрытой проводки.
Поиск проводки
Существует множество разнообразных вариантов этих приборов заводского изготовления (например, популярный детектор «Дятел»), но можно собрать его и собственными руками. Для этого рассмотрим варианты конструкторских решений подобной задачи.
Виды конструкций искателя скрытой проводки
В зависимости от принципов работы, такие детекторы принято разделять по физическим характеристикам электропроводки:
- электростатические – осуществляющие свою функции по определению электрического поля, образуемого напряжением при подключении электричества. Это самая простая конструкция, которую легче всего изготовить своими руками;
- электромагнитные – работающие за счет обнаружения электромагнитного поля, создаваемого электрическим током в проводах;
- индуктивные детекторы металла – работающие подобно металлоискателю. Обнаружение металла проводников обесточенной проводки происходит за счет появления изменений в электромагнитном поле, создаваемом самим детектором;
- комбинированные приборы заводского изготовления, имеющие повышенную точность и чувствительность, но более дорогие по сравнению с остальными. Используются профессиональными строителями для работы в больших масштабах, где необходима высокая точность и производительность.
Также существуют искатели, которые входят в конструкцию многофункциональных устройств (например, детектор скрытой проводки входит в схему конструкции многофункционального устройства обслуживания электросетей «Дятел»).
Сигнализатор скрытой проводки Е121 Дятел
Такие устройства как «Дятел», позволяют соединить в одном приборе сразу несколько полезных девайсов.
Использование индикатора напряжения в качестве детектора скрытой проводки
Наиболее простым способом найти скрытую электропроводку, будет применение усовершенствованного индикатора напряжения, имеющего автономное питание, усилитель и звуковое оповещение (так называемая звуковая отвертка).
Индикатор напряжения с усилителем
В данном случае не нужно ничего мастерить своими руками и не требуется никаких модификаций в самом инструменте, а лишь только использовать его возможности с другой целью. Касаясь рукой жала отвертки, проводя ей по стене, можно обнаружить скрытую электропроводку, находящуюся под напряжением.
Использование индикатора для поиска проводки
Электрическая схема в данном случае будет реагировать на электромагнитные наводки, исходящие от проводки.
Сооружение детектора скрытой проводки своими руками по схеме с полевым транзистором
Наиболее простым по конструкции и легким в изготовлении индикатором скрытой проводки, является детектор, работающий по принципу регистрации электрического поля.
Именно его рекомендуется сделать своими руками, если отсутствуют продвинутые навыки в электротехнике.
Для изготовления простейшего детектора срытой проводки, схема которого основана на использовании полевого транзистора, понадобятся такие детали и инструменты:
- паяльник, канифоль, припой;
- канцелярский нож, пинцет, кусачки;
- собственно сам полевой транзистор (любой из КП303 или КП103);
- динамик (можно от стационарного телефона) с сопротивлением от 1600 до 2200 Ом;
- элемент питания (батарейка от 1,5 до 9 В);
- выключатель;
- небольшая пластиковая емкость для монтажа в ней деталей;
- провода.
Монтаж самодельного искателя
При работе с полевым транзистором, уязвимым к электростатическому пробою, необходимо заземлить паяльник и пинцет, и не касаться выводов пальцами.
Принцип действия прибора простой – электрическое поле изменяет толщину n-p перехода исток-сток, вследствие чего изменяется его проводимость.
Поскольку электрическое поле изменяется с частотой сети, то в динамике будет слышен характерный гул, (50Гц), усиливающийся по мере приближения к электропроводке. Здесь важно не перепутать выводы транзистора, поэтому нужно свериться с маркировкой выводов.
Маркировка выводов КП103
Поскольку управляющим выводом, реагирующим на изменения электрического поля, в данной конструкции является затвор, то полевой транзистор лучше выбрать в металлическом корпусе, который соединен с затвором.
Полевой транзистор в металлическом корпусе
Таким образом, корпус транзистора будет служить приемной антенной сигнала электропроводки. Сборка данного искателя напоминает составление простейшей электрической цепи в школе, поэтому не должен вызвать трудностей даже у начинающего мастера.
Наглядный опыт с полевым транзистором
Для визуализации процесса обнаружения электропроводки, параллельно цепи исток-сток можно подключить миллиамперметр или стрелочный индикатор от старого магнитофона с балластным резистором, номиналом 1-10 кОм (подобрать опытным путем).
Индикатор от магнитофона
При закрывании транзистора (приближении к проводке) показания индикатора будут увеличиваться, указывая на присутствие электрического поля и напряжения в скрытой электропроводке. Ввиду простоты конструкции монтаж навесной, на одножильных проводах, обладающих необходимой упругостью.
Поиск электромагнитного излучения проводки
Ещё одним вариантом самодельного детектора скрытой проводки является применение миллиамперметра, подключённого к высокоомной катушке индуктивности.
Самодельные искатели проводки
Катушка может быть самодельной, выполненной в виде дуги, или можно применить первичную обмотку от трансформатора, удалив часть магнитопровода.
Трансформатор в качестве приемной антенны
Данный детектор не требует питания – благодаря индуктивности, приемная катушка будет действовать как обмотка трансформатора тока, в которой будет индуцироваться переменный ток, на который будет реагировать миллиамперметр.
Многие мастера применяют головку от старого магнитофона или плеера в качестве приемной антенны. В этом случае, если сохранился в работающем состоянии усилительный тракт, то его используют целиком, вынимая головку, подключая ее экранированным кабелем для удобства поиска.
Аудиоплеер с головкой на конце кабеля
Как и в первом случае, в динамике будет слышно гудение 50Гц, а его интенсивность будет зависеть не только от расстояния, но и силы тока, протекающего в проводах.
Усовершенствованные самодельные детекторы проводки
Большую чувствительность, избирательность и дальность обнаружения дают детекторы скрытой электропроводки, изготовленные с несколькими усилительными каскадами на базе биполярных транзисторов или операционных усилителей с элементами логических микросхем.
Схема и внешний вид искателя на операционном усилителе
Для самостоятельного изготовления прибора по данным схемам необходим хотя бы минимальный опыт в радиоделе с пониманием принципов взаимодействий применяемых радиодеталей. Не вдаваясь в принципы работы, можно выделить два существенно различающихся направления:
- усиление сигнала с последующим его отображением в виде отклонения стрелки индикатора или увеличения интенсивности звучания. Здесь усовершенствуются схемы на базе полевого транзистора или приемной антенны в виде катушки индуктивности с добавлением усилительных каскадов;
Простая схема детектора проводки с усилителем на биполярных транзисторах
- использование интенсивности издаваемого электропроводкой электромагнитного поля для изменения частоты визуальных сигналов и тона звучания звукового оповещения. Тут приемный элемент (полевой транзистор или антенна) включается в схему управления частотой генератора импульсов (одновибратора, мультивибратора) на базе биполярных транзисторов, логической или операционной микросхемы.
Данные детекторы, хотя и наиболее просты в изготовлении, имеют существенные недостатки. Это небольшой диапазон обнаружения, а также необходимость наличия напряжения в скрытой электропроводке.
Поиск металла электропроводки
Чтобы обнаружить проводку в железобетонных конструкциях или под значительной толщиной, без возможности подачи на провода напряжения, необходимо использовать более сложные и точные конструкции детекторов, работающих подобно металлоискателям.
Работа с профессиональным прибором
Самостоятельное изготовление таких приборов экономически неоправданно, а также требует достаточно глубоких познаний в радиотехнике, наличия элементной базы и измерительного оборудования. Но опытный мастер, для пробы своих сил и собственного удовольствия может использовать имеющиеся в сети схемы металлоискателей, и своими руками изготовить подобные устройства.
Схема металлоискателя с описанием его работы
Для менее опытных мастеров, в случае необходимости обнаружения скрытой проводки без наличия напряжения, будет проще и выгодней приобрести один из таких инструментов как BOSCH, SKIL «Дятел», Mastech и другие.
Универсальный детектор проводки BOSCH
Универсальный детектор Mastech
Искатель проводки на Android
У владельцев планшетных компьютеров и некоторых смартфонов на базе Android, есть возможность использовать свои девайсы в качестве детекторов скрытой проводки.
Смартфон в роли детектора проводки
Для этого необходимо скачать соответствующее программное обеспечение в GooglePlay. Принцип действия состоит в том, что в данных мобильных устройствах имеется модуль, выполняющий функции компаса для осуществления навигации.
При использовании соответственных программ, данный модуль используется в качестве металлоискателя.
Программа Metal Sniffer, добавляющая устройствам Android функцию металлоискателя
Чувствительности данного металлодетектора на хватит для поиска кладов под землёй, но для обнаружения металла проводов на расстоянии в несколько сантиметров под слоем штукатурки его должно хватить.
Но следует помнить, что без применения специализированных приборов, или использования профессионального металлоискателя, способного различать металлы, обнаружить скрытую в железобетонных панелях электропроводку с помощью импровизированного детектора на базе Android будет невозможно.
Когда вы планируете повесить картину или настенные часы, как выбираете подходящее для этого место? Наверняка думаете о том, как впишется картина в интерьер комнаты, на какую стену лучше разместить и каким образом. Но задумываетесь ли вы о том, что не везде можно в стене забить гвоздь и просверлить отверстие под дюбель? Дело не в том, из какого материала сделаны ваши стены, так как существует более значимое обстоятельство – это электропроводка. Чтобы не повредить замурованные в стене провода нужно знать, где они заложены.
Существует несколько способов примерно узнать, где проходит электрический кабель: следует заглянуть в техническую документацию квартиры и посмотреть схему разводки электрической сети, если таковой нет, то обратите внимание на расположение разветвлительных коробок от них отходят провода к розеткам и выключателям. Как правило, толковые электрики прокладывают кабель под прямым углом.
Хорошо, когда вы меняли старую электропроводку и в курсе её размещения, а что если предыдущий хозяин дома был горе электриком-самоучкой и не соблюдал элементарных правил разводки проводов? Бывают случаи, когда в целях экономии провода разводят по наименьшему пути: от коробок по диагонали и по горизонтали — в таком случае не обойтись без специальных средств для её обнаружения.
В магазинах и на радиорынках продают специальные устройства под названием «Детектор скрытой проводки». Они бывают дешевые (низкого класса) и дорогие (высокого класса). Аппарат низкого класса определяет источник электромагнитного излучения – это провода под напряжением и электроприборы. Детекторы высокого класса более точны и функциональны: их работа направлена на выявление непосредственно проводов, даже тех, которые находятся без напряжения.
Для домашнего пользования нам будет достаточно простого детектора, который можно сделать своими руками. Как вы поняли, собранная нами несложная схема относится к бюджетным устройствам — следовательно, высококлассного устройства у нас не получится. Но самоделка поможет не попасть впросак при выполнении строительных работ и в момент, когда вы решите украсить свою комнату красивой картиной или настенными часами. Для того чтобы самим собрать детектор скрытой проводки на скорую руку нам потребуются три недефицитные радиодетали, найти которые нам не составит труда.
Основным элементом является советская микросхема К561ЛА7 (на ней собран сам детектор). Микросхема чувствительна к электромагнитному и статическому полю, исходящему от проводников электрической энергии и электронных устройств. От повышенного электростатического поля микросхему защищает резистор, который является промежуточным элементом между антенной и ИМС. Чувствительность детектора определяет длина антенны. В качестве антенны можно использовать одножильный медный провод длинной от 5 до 15 сантиметров. Для стабильной работы и не в ущерб чувствительности мной была выбрана длина равная 8 сантиметрам. Есть один нюанс: при превышении длины антенны порога в 10 сантиметров существует риск перехода микросхемы в режим самовозбуждения. В этом случае детектор может некорректно работать. Также при глубоком залегании электрического кабеля в штукатурке детектор может не издать ни единого звука.
При некорректной работе самодельного детектора, стоит поэкспериментировать с длинной медной антенны. Она может быть как меньше так и больше рекомендованной длинны. Когда детектор перестанет реагировать на все что угодно кроме электрического кабеля, то вы нашли нужную длину (если Вы не верно подобрали длину, то детектор может реагировать на простое прикосновение человека или любых предметов).
С нюансами разобрались, теперь переходим к третьему элементу схемы – это пьезоэлемент. Пьезоизлучатель (пьезоэлемент) необходим для восприятия на слух улавливания электромагнитного поля, когда это происходит излучатель издает треск. Пьезоэлемент или по-простому «пищалку» можно добыть из нерабочего тетриса, тамагочи или часов. Так же пищалку можно заменить миллиамперметром из старого магнитофона. Миллиамперметр отклонением стрелки будет показывать уровень излучаемого поля. Если вы решите использовать пьезоэлемент и миллиамперметр, то издаваемый треск буден слышен немного тише.
Схема питается от напряжения 9 вольт, поэтому нам понадобится батарейка типа «Крона». Сборку схемы можно осуществить на печатной плате или навесным монтажом. Навесной монтаж для простой схемы, состоящей из 5 элементов, будет предпочтительнее. Возьмите картон, приложите микросхему ножками вниз и под каждой ножкой иголкой проколите отверстия (14 штук, по 7 с каждой стороны). После подготовки места под микросхему вставьте ножки в проделанные отверстия и загните их. Так мы надежно зафиксируем интегральную микросхему на картоне и облегчим работу при пайке проводов.
Чтобы не перегреть микросхему следует использовать паяльник малой мощности. Обычно используют для пайки радиодеталей паяльник 25 Ватт. Приступаем к сборке детектора по схеме, приведенной в статье. Если вы выполнили все вышеизложенные рекомендации, то схема должна заработать мгновенно без всякой наладки. Теперь находим подходящий корпус и встраиваем схему в него. Под пищалку сделайте отверстия и приклейте пьезоизлучатель с обратной стороны. Для того, чтобы детектор не работал постоянно, впаяйте в разрыв цепи питания тумблер. Перезарузка детектора путем включения-выключения тумблера поможет вам вывести микросхему из режима самовозбуждения.
По традиции хочу закончить статью видеоотчетом о проделанной работе. На видео была протестирована работа самодельного и заводского детектора скрытой проводки. Как выяснилось, сделанный детектор более точно показывал место залегания электрического кабеля ежели дешевый покупной детектор.
Собрав детектор для поиска скрытой проводки, вам не стоит бояться повреждения электрической сети вашего дома, ведь вы всегда сможете найти электрический кабель. Успехов в освоении простых схем в радиоэлектронике. По всем возникающим вопросам обращайтесь ко мне в комментариях — будем разбираться!
Об Авторе:
Приветствую вас, дорогие читатели! Меня зовут Максим. Я убежден, что почти все можно сделать у себя дома своими руками, уверен, что это под силу каждому! В свободное время люблю мастерить и создавать что-то новое для себя и своих близких. Об этом и многом другом вы узнаете в моих статьях!
- " onclick="window.open(this.href," win2 return false > Печать
Существуют способы обнаружения скрытой проводки «народными» методами, без специальных приборов. Например, можно включить на конце этой проводки большую нагрузку и искать по отклонению компаса или с помощью катушки провода с сопротивлением около 500 Ом с разомкнутым магнитопроводом подключенной на микрофонный вход любого усилителя (музыкальный центр, магнитофон и др.), сделав максимальную громкость. В последнем случае по звуку наводки 50 Гц провод в стене будет обнаружен.
Прибор № 1. Он может использоваться для обнаружения скрытой электропроводки, отыскания обрыва провода в жгуте или кабеле, выявления перегоревшей лампы в электрогирлянде. Это простейшее устройство, состоящее из полевого транзистора, головного телефона и элементов питания. Принципиальная схема прибора представлена на рис. 1. Схему разработал В. Огнев из г. Перми.
Рис. 1. Принципиальная схема простого искателя
Принцип действия устройства основан на свойстве канала полевого транзистора изменять свое сопротивление под действием наводок на вывод затвора. Транзистор VT1 - КП103, КПЗОЗ с любым буквенным индексом (у последнего вывод корпуса соединяют с выводом затвора). Телефон BF1 - высокоомный, сопротивлением 1600-2200 Ом. Полярность подключения батареи питания GB1 роли не играет.
При поиске скрытой проводки корпусом транзистора водят по стене и по максимальной громкости звука частотой 50 Гц (если это электропроводка) или радиопередачи (радиотрансляционная сеть) определяют место прокладки проводов.
Место обрыва провода в неэкранированном кабеле (например, сетевом шнуре какого-либо электро- или радиоприбора), перегоревшую лампу электрогирлянды отыскивают так. Все провода, в том числе и оборванный, заземляют, другой конец оборванного провода соединяют через резистор сопротивлением 1-2 МОм с фазным проводом электросети и, начиная с резистора, перемещают транзистор вдоль жгута (гирлянды) до пропадания звука - это и есть место обрыва провода или неисправная лампа.
Индикатором может служить не только головной телефон, но и омметр (изображен штриховыми линиями) или авометр, включенный в этот режим работы. Источник питания GB1 и телефон BF1 в этом случае не нужен.
Прибор № 2. Теперь рассмотрим прибор, выполненный на трех транзисторах (см. рис. 2). На двух биполярных транзисторах (VT1, VT3) собран мультивибратор, а на полевом (VT2) - электронный ключ.
Рис. 2. Принципиальная схема трехтранзисторного искателя
Принцип действия этого искателя, разработанного А. Борисовым, основан на том, что вокруг электрического провода образуется электрическое поле - его и улавливает искатель. Если нажата кнопка выключателя SB1, но электрического поля в зоне антенного щупа WA1 нет, либо искатель находится далеко от сетевых проводов, транзистор VT2 открыт, мультивибратор не работает, светодиод HL1 погашен.
Достаточно приблизить антенный щуп, соединенный с цепью затвора полевого транзистора, к проводнику с током либо просто к сетевому проводу, транзистор VT2 закроется, шунтирование базовой цепи транзистора VT3 прекратится и мультивибратор начнет работать.
Начнет вспыхивать светодиод. Перемещая антенный щуп вблизи стены, нетрудно проследить за пролеганием в ней сетевых проводов.
Полевой транзистор может быть любой другой из указанной на схеме серии, а биполярные - любые из серии КТ312, КТ315. Все резисторы - МЛТ-0,125, оксидные конденсаторы - К50-16 или другие малогабаритные, светодиод - любой из серии АЛ307, источник питания - батарея «Корунд» либо аккумуляторная батарея напряжением 6-9 В, кнопочный выключательSB1 - КМ-1 либо аналогичный.
Корпусом искателя может стать пластмассовый пенал для хранения школьных счетных палочек. В его верхнем отсеке крепят плату, в нижнем - располагают батарею.
Можно регулировать частоту колебаний мультивибратора, а значит, частоту вспышек светодиода, подбором резисторов R3, R5, либо конденсаторов CI, С2. Для этого нужно временно отключить от резисторов R3 и R4 вывод истока полевого транзистора и замкнуть контакты выключателя.
Прибор № 3. Искатель может быть собран и с использованием генератора на биполярных транзисторах разной структуры (рис. 3). Полевой транзистор (VT2) по прежнему управляет работой генератора при попадании антенного щупа WA1 в электрическое поле сетевого провода. Антенна нужно изготовить из проволоки длинной 80-100 мм.
Рис. 3. Принципиальная схема искателя с генератором на
Транзисторах различной структуры
Прибор № 4. А этот прибор для обнаружения повреждений скрытой электропроводки питается от автономного источника напряжением 9 В. Принципиальная схема искателя представлена на рис. 4.
Рис. 4. Принципиальная схема искателя на пяти транзисторах
Принцип работы следующий: на один из проводов скрытой электропроводки подается переменное напряжение 12 В от понижающего трансформатора. Остальные провода заземляют. Искатель включается и перемещается параллельно поверхности стены на расстоянии 5-40 мм. В местах обрыва или окончания провода светодиод гаснет. Искатель может быть также использован для обнаружения повреждений жил в гибких переносных и шланговых кабелях.
Прибор № 5. Детектор скрытой проводки, представленный на рис. 5, выполнен уже на микросхеме К561ЛА7. Схему представляет Г. Жидовкин.
Рис.5. Принципиальная схема искателя скрытой проводки на микросхеме К561ЛА7
Примечание.
Резистор R1 нужен для ее защиты от повышенного напряжения статического электричества, но, как показала практика, его можно и не ставить.
Антенной является кусок обычного медного провода любой толщины. Главное, чтобы он не прогибался под собственным весом, т. е. был достаточно жестким. Длина антенны определяет чувствительность устройства. Наиболее оптимальной является величина 5-15 см.
Таким устройством очень удобно определять и местоположение перегоревшей лампы в елочной гирлянде - возле нее треск прекращается. А при приближении антенны к электропроводке детектор издает характерный треск.
Прибор № 6. На рис. 6 изображен более сложный искатель, имеющий, кроме звуковой, еще и световую индикацию. Сопротивление резистора R1 должно быть не менее 50 МОм.
Рис. 6. Принципиальная схема искателя со звуковой и световой индикацией
Прибор № 7. Искатель, схема которого приведена на рис. 7, состоит из двух узлов:
♦ усилителя напряжения переменного тока, основой которого служит микромощный операционный усилитель DA1;
♦ генератора колебаний звуковой частоты, собранного на инвертирующем триггере Шмитта DD1.1 микросхемы К561ТЛ1, частотозадающей цепи R7C2 и пьезоизлучателе BF1.
Рис. 7. Принципиальная схема искателя на микросхеме К561ТЛ1
Принцип действия искателя следующий. При расположении антенны WA1 вблизи от токонесущего провода электросети наводка ЭДС частоты 50 Гц усиливается микросхемой DA1, в результате чего зажигается светодиод HL1. Это же выходное напряжение операционного усилителя, пульсирующее с частотой 50 Гц, запускает генератор звуковой частоты.
Ток, потребляемый микросхемами прибора при питании их от источника напряжением 9 В, не превышает 2 мА, а при включении светодиода HL1 составляет 6-7 мА.
Когда искомая электропроводка расположена высоко, наблюдать за свечением индикатора HL1 затруднительно и вполне достаточно звуковой сигнализации. В таком случае светодиод может быть отключен, что повысит экономичность прибора. Все постоянные резисторы - МЛТ-0,125, подстроенный резистор R2 - типа СПЗ-Э8Б, конденсатор CI - К50-6.
Примечание.
Для более плавной регулировки чувствительности, сопротивление резистора R2 следует уменьшить до 22 кОм, а его нижний по схеме вывод соединить с общим проводом через резистор сопротивлением 200 кОм.
Антенной WA1 служит площадка фольги на плате размером примерно 55x12 мм. Начальную чувствительность прибора устанавливают подстроечным резистором R2. Безошибочно смонтированный прибор, разработанный С. Стаховым (г. Казань), в налаживании не нуждается.
Прибор № 8. Этот универсальный прибор-индикатор сочетает в себе два индикатора, позволяя не только определить скрытую проводку, но и обнаружить любой металлический предмет, находящийся в стене или полу (арматура, старые провода и т. п.). Схема искателя представлена на рис. 8.
Рис. 8. Принципиальная схема универсального искателя
Индикатор скрытой проводки собран на базе микромощного операционного усилителяDA2. При расположении вблизи электропроводки провода, подключенного на вход усилителя, наводка частоты 50 Гц воспринимается антенной WA2, усиливается чувствительным усилителем, собранным на DA2, и переключает с этой частотой светодиод HL2.
Прибор состоит из двух независимых устройств:
♦ металлоискателя;
♦ индикатора скрытой электропроводки.
Рассмотрим работу прибора по принципиальной схеме. На транзисторе VT1 собран ВЧ генератор, который вводится в режим возбуждения регулировкой напряжения на базе VT1 с помощью потенциометра R6. ВЧ напряжение выпрямляется диодом VD1 и переводит компаратор, собранный на ОУ DA1, в положение, при котором гаснет светодиод HL1 и генератор периодических звуковых сигналов, собранный на микросхеме DA1 находится в выключенном состоянии.
Вращением регулятора чувствительности R6 устанавливается режим работы VT1 на пороге генерации, который контролируется выключением светодиода HL1 и генератора периодического сигнала. При попадании в поле индуктивности L1/L2 металлического предмета генерация срывается, компаратор переключается в положение, при котором загорается светодиод HL1. На пьезокерамический излучатель подается периодическое напряжение частотой около 1000 Гц с периодом около 0,2 с.
Резистор R2 предназначен для установки режима порога генерации при среднем положении потенциометра R6.
Совет.
Приемные антенны WA 7 и WA2 должны быть максимально удалены от руки и находиться в головной части прибора. Часть корпуса, в которой находятся антенны, не должна иметь внутреннего покрытия фольгой.
Прибор № 9. Малогабаритный металлоискатель. Малогабаритный металлоискатель может обнаруживать скрытые в стенах гвозди, шурупы, металлическую арматуру на расстоянии нескольких сантиметров.
Принцип действия. В металлоискателе использован традиционный метод обнаружения, основанный на работе двух генераторов, частота одного из которых изменяется при приближении прибора к металлическому предмету. Отличительная особенность конструкции - отсутствие самодельных намоточных деталей. В качестве катушки индуктивности использована обмотка электромагнитного реле.
Принципиальная схема прибора показана на рис. 9, а.
Рис. 9. Малогабаритный металлоискатель: а - принципиальная схема;
б - печатная плата
Металлоискатель содержит:
♦ LC-генератор на элементе DDL 1;
♦ RC-генератор на элементах DD2.1 и DD2.2;
♦ буферный каскад на DD 1.2;
♦ смеситель на DDI.3;
♦ компаратор напряжения на DD1.4, DD2.3;
♦ выходной каскад на DD2.4.
Работает устройство так. Частоту RC-генератора нужно устанавливать близкой к частотеLC-генератора. При этом на выходе смесителя будут присутствовать сигналы не только с частотами обоих генераторов, но и с разностной частотой.
Фильтр низкой частоты R3C3 выделяет сигналы разностной частоты, которые поступают на вход компаратора. На его выходе формируются прямоугольные импульсы такой же частоты.
С выхода элемента DD2.4 они поступают через конденсатор С5 на разъем XS1, в гнездо которого вставляют вилку головных телефонов сопротивлением около 100 Ом.
Конденсатор и телефоны образуют дифференцирующую цепочку, поэтому в телефонах будут раздаваться щелчки с появлением каждого фронта и спада импульсов, т. е. с удвоенной частотой сигнала. По изменению частоты щелчков можно судить о появлении вблизи прибора металлических предметов.
Элементная база. Вместо указанных на схеме допустимо использовать микросхемы: К561ЛА7; К564ЛА7; К564ЛЕ5.
Полярный конденсатор - серий К52, К53, остальные - К10-17, КЛС. Переменный резисторR1 - СП4, СПО, постоянные - МЛТ, С2-33. Разъем - с контактами, замыкающимися при вставленной в гнездо вилке телефонов.
Источник питания - батарея «Крона», «Корунд», «Ника» или аналогичный им аккумулятор.
Подготовка катушки. Катушку L1 можно взять, например, из электромагнитного реле РЭС9, паспорт РС4.524.200 или РС4.524.201 с обмоткой сопротивлением около 500 Ом. Для этого реле нужно разобрать и удалить подвижные элементы с контактами.
Примечание.
Магнитная система реле содержит две катушки, намотанные на отдельных магнитопроводах и включенные последовательно.
Общие выводы катушек нужно соединить с конденсатором С1, а магнитопровод также, как и корпус переменного резистора, - с общим проводом металлоискателя.
Печатная плата. Детали устройства, кроме разъема, следует разместить на печатной плате (рис. 9, 6) из двустороннего фольгированного стеклотекстолита. Одна из ее сторон должна быть оставлена металлизированной и соединена с общим проводом другой стороны.
На металлизированной стороне нужно закрепить батарею питания и «добытую» из реле катушку.
Выводы катушки реле следует пропустить через раззенкованные отверстия и соединить с соответствующими печатными проводниками. Остальные детали размещаются со стороны печати.
Плату устанавите в корпус из пластмассы или жесткого картона, на одной из стенок которого закрепите разъем.
Наладка металлоискателя. Налаживание устройства следует начинать с установки частоты LC-генератора в пределах 60-90 кГц подбором конденсатора С1.
Затем нужно переместить движок переменного резистора примерно в среднее положение и подбором конденсатора С2 добиться появления в телефонах звукового сигнала. При перемещении движка резистора в ту или иную сторону частота сигнала должна изменяться.
Примечание.
Для обнаружения металлических предметов переменным резистором предварительно нужно установить возможно меньшую частоту звукового сигнала.
С приближением к предмету частота начнет изменяться. В зависимости от настройки, выше или ниже нулевых биений (равенства частот генераторов), или вида металла, частота изменится в большую или меньшую сторону.
Прибор № 10. Индикатор металлических предметов.
При проведении строительных и ремонтных работ нелишней будет информация о наличии и месторасположении различных металлических предметов (гвоздей, труб, арматуры) в стене, полу и т. д. Поможет в этом устройство, описание которого приводится в этом разделе.
Параметры по обнаружению:
♦ большие металлические предметы - 10 см;
♦ труба диаметром 15 мм - 8 см;
♦ винт М5 х 25 - 4 см;
♦ гайка М5 - 3 см;
♦ винт М2,5 х 10 -1,5 см.
Принцип работы металлоискателя основан на свойстве металлических предметов вносить затухание в частотозадающий LC-контур автогенератора. Режим автогенератора устанавливают вблизи точки срыва генерации, и приближение к его контуру металлических предметов (в первую очередь ферромагнитных) заметно снижает амплитуду колебаний или приводит к срыву генерации.
Если индицировать наличие или отсутствие генерации, то можно определять место расположение этих предметов.
Принципиальная схема устройства приведена на рис. 10, а. Оно имеет звуковую и световую индикацию обнаруженного предмета. На транзисторе VT1 собран ВЧ автогенератор с индуктивной связью. Частотозадающий контур L1C1 определяет частоту генерации (около 100 кГц), а катушка связи L2 обеспечивает необходимые условия для самовозбуждения. РезисторамиR1 (ГРУБО) и R2 (ПЛАВНО) можно устанавливать режимы работы генератора.
Рис.10. Индикатор металлических предметов:
А - принципиальная схема; б - конструкция катушки индуктивности;
В - печатная плата и размещение элементов
На транзисторе VT2 собран истоковый повторитель, на диодах VD1, VD2 - выпрямитель, на транзисторах VT3, VT5 - усилитель тока, а на транзисторе VT4 и пьзоизлучателе BF1 - звуковой сигнализатор.
При отсутствии генерации ток, протекающий через резистор R4, открывает транзисторыVT3 и VT5, поэтому светодиод HL1 будет светить, а пьезоизлучатель издавать тональный сигнал на резонансной частоте пьезоизлучателя (2-3 кГц).
Если ВЧ автогенератор будет работать, то его сигнал с выхода истокового повторителя выпрямляется, и минусовое напряжение с выхода выпрямителя закроет транзисторы VT3, VT5. Светодиод погаснет, звучание сигнали затора прекратится.
При приближении контура к металлическому предмету амплитуда колебаний в нем будет уменьшаться, либо генерация сорвется. В этом случае минусовое напряжение на выходе детектора будет снижаться и через транзисторы VT3, VT5 начнет протекать ток.
Светодиод зажжется, раздастся звуковой сигнал, что укажет на наличие вблизи контура металлического предмета.
Примечание.
Со звуковым сигнализатором чувствительность устройства выше, поскольку он начинает работать при токе в доли миллиампера, в то время как для светодиода необходим значительно больший ток.
Элементная база и рекомендуемые замены. Вместо указанных на схеме, в устройстве можно применить транзисторы КПЗОЗА (VT1), КПЗОЗВ, КПЗОЗГ, КПЗОЗЕ (VT2), КТ315Б, КТ315Д, КТ312Б, КТ312В (VT3 - VT5) с коэффициентом передачи тока не менее 50.
Светодиод - любой с рабочим током до 20 мА, диоды VD1, VD2 - любые из серий КД503, КД522.
Конденсаторы - серий КЛС, К10-17, переменный резистор - СП4, СПО, подстроечные - СПЗ-19, постоянные - МЛТ, С2-33, Р1-4.
Устройство питается от батареи с общим напряжением 9 В. Потребляемый ток составляет 3-4 мА, когда светодиод не горит, и возрастает примерно до 20 мА, когда он зажигается.
Ее ли прибором пользоваться не часто, то выключатель SA1 можно не устанавливать, подавая напряжение на устройство подсоединением батареи питания.
Конструкция катушек индуктивности. Конструкция катушки индуктивности автогенератора показана на рис. 10, б - она аналогична магнитной антенне радиоприемника. На круглый стержень 1 из феррита диаметром 8-10 мм и проницаемостью 400-600 надевают бумажные гильзы 2 (2-3 слоя плотной бумаги), на них наматывают виток к витку проводом ПЭВ-20,31 катушки L1 (60 витков) и L2 (20 витков) - 3.
Примечание.
Намотку при этом надо проводить в одном на правлении и правильно подсоединить выводы катушек к автогенератору
Кроме того, катушка L2 должна перемещаться по стержню с небольшим трением. Обмотку на бумажной гильзе можно закрепить скотчем.
Печатная плата. Большинство деталей размещается на печатной плате (рис. 10, в) из двустороннего фольгированного стеклотекстолита. Вторая сторона оставлена металлизированной и используется в качестве общего провода.
Пьезоизлучатель размещен на обратной стороне платы, но его надо изолировать от металлизации с помощью изоленты или скотча.
Плату и батарею следует разместить в пластмассовом корпусе, причем катушку нужно устанавливать как можно ближе к боковой стенке.
Совет.
Для повышения чувствительности устройства плату и батарею надо разместить на расстоянии нескольких сантиметров от катушки.
Максимальная чувствительность будет с той стороны стержня, на которой намотана катушка L1. Мелкие металлические предметы удобнее обнаруживать с торца катушки, это позволит более точно определять их месторасположение.
♦ шаг 1 - подобрать резистор R4 (для этого временно отпаять один из выводов диодаVD2 и устанавить резистор R4 такого максимально возможного сопротивления, чтобы на коллекторе транзистора VT5 было напряжение 0,8-1 В, при этом светодиод должен светить, а звуковой сигнал звучать.
♦ шаг 2 - устанавить движок резистора R3 в нижнее по схеме положение и припаять диод VD2, а катушку L2 отпаять, после этого транзисторы VT3, VT5 должны закрыться (светодиод погаснет);
♦ шаг 3 - аккуратно перемещая движок резистора R3 вверх по схеме, добиться открывания транзисторов VT3, VT5 и включения сигнализации;
♦ шаг 4 - устанавить движки резисторов Rl, R2 в среднее положение и припаять катушкуL2.
Примечание.
При приближении L2 вплотную к L1 должна возникнуть генерация, а сигнализация выключиться.
♦ шаг 5 - катушку L2 удалить от L1 и добиться момента срыва генерации, а резисторомR1 ее восстановить.
Совет.
При настройте надо стремиться, чтобы катушка L2 была удалена на максимальное расстояние, а резистором R2 можно было бы добиваться срыва и восстановления генерации.
♦ шаг 6 - устанавить генератор на грани срыва и проверить чувствительность устройства.
На этом настройка металлоискателя считается завершенной.