让我们创建一个非接触式交流电压检测器/测试器电路。
什么是非接触式电压检测器?
它是一种交流电压检测器,可用于测试没有任何连接的带电电线,因此得名。
因此,在交流电线上测试时,它比霓虹螺丝刀更安全,并降低了在高交流电压下工作时触电的机会。
非接触式电压检测器电路如何工作?
通常,由交流电流流动产生的带电导线周围会有一个电场和磁场。我们可以利用这种现象来检测电线内部是否仍有电流,方法是使用天线作为检测器。这是这些电路的主要原理。
火线周围的电场
如果您想深入了解电场。您可以在维基百科上进一步搜索。
当我们将天线放在交流电线附近时,如果它检测到该电线周围的磁场,LED 会发出微弱的光,同时蜂鸣器会发出高频嗡嗡声。
天线离交流电线越近,LED 就越亮。蜂鸣器的嗡嗡声也会更大。
在测试过程中,应避免让天线直接接触电线。
让我们创建非接触式电压检测器电路
在这篇文章中,这些电路有两个版本。不同之处在于,其中一个使用晶体管作为内核,另一个使用CD4060代替。它们的功能是一样的。
我女儿选择构建一个使用晶体管的电路。因为它易于创建(更容易焊接组件),也更容易理解电路的工作原理。
晶体管版本
天线将磁场转换为非常非常小的电流,然后用非常高增益的放大器将其放大。
然后,这种放大的电流将为 LED 或蜂鸣器供电,以获得我们的视觉或声音反馈。
非接触式电压检测器的基本框图
对于高增益放大器,我们选择达林顿晶体管对,因为它简单且效率高。为了便于理解,请参阅下图。
达林顿晶体管电路框图
这是一个分步过程。
#1 天线将频率为 50Hz (60Hz) 的极少电能或交流主信号感应到 Q1 的 B 中。
#2 使更高的电流流过 R1,C 到 Q1 的 E。
#3 接下来,更高的电流流过 R2,Q2 的 C 到 E。
#4 最后,最高电流流过 Q3 的 R3、LED1、C 到 E,导致 LED1 发光或闪烁。
我女儿说这很容易理解。它就像一个小小的水阀,越来越多地控制下一个大水阀。
达林顿对的电流增益等于它们中的每一个(Q1、Q2、Q3)的增益相乘。如果使用BC547 NPN型,则在许多电路中普遍使用。他们有大约 8,000
个收益。因此,它们具有非常高的灵敏度。
然后,查看完整的电路图。我们在 LED1 和 R3 上添加一个压电蜂鸣器来发出警报,将嗡嗡声指示为交流主频。
这个时代非常方便,如果你想要一个蜂鸣器的声音,只用一个。它有自己的蜂鸣器电路,将电路减少到更少。我女儿非常喜欢它。
简易非接触式交流电压检测器电路图
另请阅读许多适合初学者的简单电路
如何构建它
这个电路非常简单。我女儿在没有使用普通 PCB 的情况下组装了它。她把引脚焊接在一起。然后,将其放在一块纸板上。但是,如果您也想将其组装到穿孔 PCB
上。
这是非接触式交流电压检测器电路的原型,是我女儿建造的。
组件列表
Q1-Q3:BC547,0.4A 40V NPN晶体管,4个。
0.25 瓦电阻器
R1:1M,1 个。
R2:100K,1个。
R:1K,1 个。
LED1:随心所欲上色,1 个。
BZ1:小型压电蜂鸣器 3-26V
S1:SPDT 开关,1 个。
9伏电池或9V供电电路
曾经有朋友问,如果他们没有BC547,能不能用其他晶体管?是的,您可以使用任何 NPN 晶体管类型,例如 BC546、BC548、BC550 或
BC337。或其他形式,如S9013、2N3904、PN2222、2SC1815等。但其引脚的位置不同,如下图所示。
但是,如果您有旧组件或不想使用压电蜂鸣器。你可以用旧的方式构建它。它更响亮,因为使用更大的扬声器。
请参阅此项目的完整电路图。我们看到了这一点,并且很高兴,因为它也很简单。
完整的旧简易非接触式交流电源电压检测器
简单的蜂鸣器请阅读 制作简单的电子蜂鸣器。
组件清单
Q1-Q4:BC547,0.4A 40V NPN 晶体管,4 个。
Q5:BC557,0.4A 40V PNP晶体管,1个。
0.25 瓦电阻器
R1:1M,1 个。
R2:100K,1个。
R3:56K,1 个。
R4:1K,1个。
R5:100欧姆,1个。
C1: 0.047uF 50V, 陶瓷电容器, 1 个
C2:10uF 25V,电解电容器,1个。
LED1:随心所欲上色,1 个。
扬声器 8 欧姆,1 个。
S1:SPDT开关,1个。
9伏电池
我们在小尺寸的穿孔板上组装的原型。
在这个项目中,我们可以将它们组装在穿孔的PC板上。由于没有电位器,我们不需要设置它,只需按 S1 打开然后已经使用好了。
在下面的视频中,我们将看到何时在电磁场附近使用此工具,例如主、灯、显示器、微波炉、笔记本电脑、计算机等。 LED1 将闪烁,我们听到嗡嗡声。
IC型
该电路的使用方式与晶体管电路版本相同。但改用IC1(CD4060),它是一个CMOS芯片,既可以作为频率发生器,又可以作为14级二进制频率计数器。
该IC适合这种用途,因为它的输入具有非常高的电阻。因此,使其对微弱的电信号非常敏感,并且能够计算多个频段。
当我们将天线靠近交流线时,电磁感应作为时钟信号进入 IC1 的引脚 11。
假设交流线路的电流频率为 50Hz(在美国为 60Hz)。然后,从连接到 LED1 的 IC1 的引脚 7(Q4) 中将其频率分频 16,等于
3Hz。然后,LED1 将以每秒 3 次的速度闪烁,表明交流电线周围有电场。
但是,如果交流线路内没有电压或电流,则IC1将不会输出任何内容。LED1 不会闪烁。相反,它将处于打开或关闭状态。
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