Простейший индикатор напряжения на светодиодах. Указатель напряжения, разновидности, функции, инструкции по использованию

Потому что нужно грамотно решить сразу две задачи:

Ограничить прямой ток через светодиод, чтобы он не сгорел.
Обеспечить защиту светодиода от пробоя обратным током.

Если проигнорировать любой из этих пунктов, светодиод моментально накроется медным тазом.

В самом простейшем случае ограничить ток через светодиод можно резистором и/или конденсатором. А предотвратить пробой от обратного напряжения можно с помощью обычного диода или еще одного светодиода.

Поэтому самая простая схема подключения светодиода к 220В состоит всего из нескольких элементов:

Защитный диод может быть практически любым, т.к. его обратное напряжение никогда не будет превышать прямого напряжения на светодиоде, а ток ограничен резистором.

Сопротивление и мощность ограничительного (балластного) резистора зависит от рабочего тока светодиода и рассчитывается по закону Ома:

R = (U вх - U LED) / I

А мощность рассеивания резистора рассчитывается так:

P = (U вх - U LED) 2 / R

где U вх = 220 В,
U LED - прямое (рабочее) напряжение светодиода. Обычно оно лежит в пределах 1.5-3.5 В. Для одного-двух светодиодов им можно пренебречь и, соответственно, упростить формулу до R=U вх /I,
I - ток светодиода. Для обычных индикаторных светодиодов ток будет 5-20 мА.

Пример расчета балластного резистора

Допустим, нам нужно получить средний ток через светодиод = 20 мА, следовательно, резистор должен быть:

R = 220В/0.020А = 11000 Ом (берем два резистора: 10 + 1 кОм)

P = (220В) 2 /11000 = 4.4 Вт (берём с запасом: 5 Вт)

Необходимое сопротивление резистора можно взять из таблицы ниже.

Таблица 1. Зависимость тока светодиода от сопротивления балластного резистора.

Сопротивление резистора, кОм	Амплитудное значение тока через светодиод, мА	Средний ток светодиода, мА	Средний ток резистора, мА	Мощность резистора, Вт
43	7.2	2.5	5	1.1
24	13	4.5	9	2
22	14	5	10	2.2
12	26	9	18	4
10	31	11	22	4.8
7.5	41	15	29	6.5
4.3	72	25	51	11.3
2.2	141	50	100	22

Другие варианты подключения

В предыдущих схемах защитный диод был включен встречно-параллельно, однако его можно разместить и так:

Это вторая схема включения светодиодов на 220 вольт без драйвера. В этой схеме ток через резистор будет в 2 раза меньше, чем в первом варианте. А, следовательно, на нем будет выделяться в 4 раза меньше мощности. Это несомненный плюс.

Но есть и минус: к защитному диоду прикладывается полное (амплитудное) напряжение сети, поэтому любой диод здесь не прокатит. Придется подобрать что-нибудь с обратным напряжением 400 В и выше. Но в наши дни это вообще не проблема. Отлично подойдет, например, вездесущий диод на 1000 вольт - 1N4007 (КД258).

Не смотря на распространенное заблуждение, в отрицательные полупериоды сетевого напряжения, светодиод все-таки будет находиться в состоянии электрического пробоя. Но благодаря тому, что сопротивление обратносмещенного p-n-перехода защитного диода очень велико, ток пробоя будет недостаточен для вывода светодиода из строя.

Внимание! Все простейшие схемы подключения светодиодов в 220 вольт имеют непосредственную гальваническую связь с сетью, поэтому прикосновение к ЛЮБОЙ точке схемы - ЧРЕЗВЫЧАЙНО ОПАСНО!

Для уменьшения величины тока прикосновения нужно располовинить резистор на две части, чтобы получилось как показано на картинках:

Благодаря такому решению, даже поменяв местами фазу и ноль, ток через человека на "землю" (при случайном прикосновении) никак не сможет превысить 220/12000=0.018А. А это уже не так опасно.

Как быть с пульсациями?

В обеих схемах светодиод будет светиться только в положительный полупериод сетевого напряжения. То есть он будет мерцать с частой 50 Гц или 50 раз в секунду, причём размах пульсаций будет равен 100% (10 мс горит, 10 мс не горит и так далее). Это будет заметно глазу.

К тому же, при подсветке мерцающими светодиодами каких-либо движущихся объектов, например, лопастей вентилятора, колес велосипеда и т.п., неизбежно будет возникать стробоскопический эффект. В некоторых случаях данный эффект может быть неприемлем или даже опасен. Например, при работе за станком может показаться, что фреза неподвижна, а на самом деле она вращается с бешенной скоростью и только и ждет, чтобы вы сунули туда пальцы.

Чтобы сделать пульсации менее заметными, можно удвоить частоту включения светодиода с помощью двухполупериодного выпрямителя (диодного моста):

Обратите внимание, что по сравнению со схемой #2 при том же самом сопротивлении резисторов, мы получили в два раза больший средний ток. И, соответственно, в четыре раза большую мощность рассеивания резисторов.

К диодному мосту при этом не предъявляется каких-либо особых требований, главное, чтобы диоды, из которых он состоит, выдерживали половину рабочего тока светодиода. Обратное напряжение на каждом из диодов будет совсем ничтожным.

Еще, как вариант, можно организовать встречно-параллельное включение двух светодиодов. Тогда один из них будет гореть во время положительной полуволны, а второй - во время отрицательной.

Фишка в том, что при таком включении максимальное обратное напряжение на каждом из светодиодов будет равно прямому напряжению другого светодиода (несколько вольт максимум), поэтому каждый из светодиодов будет надежно защищен от пробоя.

Светодиоды следует разместить как можно ближе друг к другу. В идеале - попытаться найти сдвоенный светодиод, где оба кристалла размещены в одном корпусе и у каждого свои выводы (хотя я таких ни разу не видел).

Вообще говоря, для светодиодов, выполняющих индикаторную функцию, величина пульсаций не очень-то и важна. Для них самое главное - это максимально заметная разница между включенным и выключенным состоянием (индикация вкл/выкл, воспроизведение/запись, заряд/разряд, норма/авария и т.п.)

А вот при создании светильников, всегда нужно стараться свести пульсации к минимуму. И не столько из-за опасностей стробоскопического эффекта, сколько из-за их вредного влияния на организм.

Какие пульсации считаются допустимыми?

Все зависит от частоты: чем она ниже, тем заметнее пульсации. На частотах выше 300 Гц пульсации становятся совершенно невидимыми и вообще никак не нормируются, то есть даже 100%-ные считаются нормой.

Не смотря на то, что пульсации освещенности на частотах 60-80 Гц и выше визуально не воспринимаются, тем не менее, они способны вызывать повышенную усталость глаз, общую утомляемость, тревожность, снижение производительности зрительной работы и даже головные боли.

Для предотвращения вышеперечисленных последствий, международный стандарт IEEE 1789-2015 рекомендует максимальный уровень пульсаций яркости для частоты 100 Гц - 8% (гарантированно безопасный уровень - 3%). Для частоты 50 Гц - это будут 1.25% и 0.5% соответственно. Но это для перфекционистов.

На самом деле, для того, чтобы пульсации яркости светодиода перестали хоть как-то досаждать, достаточно, чтобы они не превышали 15-20%. Именно таков уровень мерцания ламп накаливания средней мощности, а ведь на них никто и никогда не жаловался. Да и наш российский СНиП 23-05-95 допускает мерцание света в 20% (и только для особо кропотливых и ответственных работ требование повышено до 10%).

В соответствии с ГОСТ 33393-2015 "Здания и сооружения. Методы измерения коэффициента пульсации освещенности" для оценки величины пульсаций вводится специальный показатель - коэффициент пульсаций (К п).

Коэфф. пульсаций в общем рассчитывается по сложной формуле с применением интегральной функции, но для гармонических колебаний формула упрощается до следующей:

К п = (Е max - E min) / (E max + E min) ⋅ 100%,

где Е мах - максимальное значение освещенности (амплитудное), а Е мин - минимальное.

Мы будем использовать эту формулу для расчета емкости сглаживающего конденсатора.

Очень точно определить пульсации любого источника света можно при помощи солнечной панели и осциллографа:

Как уменьшить пульсации?

Посмотрим, как включить светодиод в сеть 220 вольт, чтобы снизить пульсации. Для этого проще всего подпаять параллельно светодиоду накопительный (сглаживающий) конденсатор:

Из-за нелинейного сопротивления светодиодов, расчет емкости этого конденсатора является довольно нетривиальной задачей.

Однако, эту задачу можно упростить, если сделать несколько допущений. Во-первых, представить светодиод в виде эквивалентного постоянного резистора:

А во-вторых, сделать вид, что яркость светодиода (а, следовательно, и освещенность) имеет линейную зависимость от тока.

Расчет емкости сглаживающего конденсатора

Допустим, мы хотим получить коэфф. пульсаций 2.5% при токе через светодиод 20 мА. И пусть в нашем распоряжении оказался светодиод, на котором при токе в 20 мА падает 2 В. Частота сети, как обычно, 50 Гц.

Так как мы решили, что яркость линейно зависит от тока через светодиод, а сам светодиод мы представили в виде простого резистора, то освещенность в формуле расчета коэффициента пульсаций можем спокойно заменить на напряжение на конденсаторе:

К п = (U max - U min) / (U max + U min) ⋅ 100%

Подставляем исходные данные и вычисляем U min:

2.5% = (2В - U min) / (2В + U min) ⋅ 100% => U min = 1.9В

Период колебаний напряжения в сети равен 0.02 с (1/50).

Таким образом, осциллограмма напряжения на конденсаторе (а значит и на нашем упрощенном светодиоде) будет выглядеть примерно вот так:

Вспоминаем тригонометрию и считаем время заряда конденсатора (для простоты не будем учитывать сопротивление балластного резистора):

t зар = arccos(U min /U max) / 2πf = arccos(1.9/2) / (2⋅ 3.1415⋅ 50) = 0.0010108 с

Весь остальной остаток периода кондер будет разряжаться. Причем, период в данном случае нужно сократить в два раза, т.к. у нас используется двухполупериодный выпрямитель:

t разр = Т - t зар = 0.02/2 - 0.0010108 = 0.008989 с

Осталось вычислить емкость:

C = I LED ⋅ dt/dU = 0.02 ⋅ 0.008989/(2-1.9) = 0.0018 Ф (или 1800 мкФ)

На практике вряд ли кто-то будет ставить такой большой кондер ради одного маленького светодиодика. Хотя, если стоит задача получить пульсации в 10%, то нужно всего 440 мкФ.

Повышаем КПД

Обратили внимание, насколько большая мощность выделяется на гасящем резисторе? Мощность, которая тратится впустую. Нельзя ли ее как-нибудь уменьшить?

Оказывается, еще как можно! Достаточно вместо активного сопротивления (резистора) взять реактивное (конденсатор или дроссель).

Дроссель мы, пожалуй, сразу откинем из-за его громоздкости и возможных проблем с ЭДС самоиндукции. А насчет конденсаторов можно подумать.

Как известно, конденсатор любой емкости обладает бесконечным сопротивлением для постоянного тока. А вот сопротивление переменному току рассчитывается по этой формуле:

R c = 1 / 2πfC

то есть, чем больше емкость C и чем выше частота тока f - тем ниже сопротивление.

Прелесть в том, что на реактивном сопротивлении и мощность тоже реактивная, то есть ненастоящая. Она как бы есть, но ее как бы и нет. На самом деле эта мощность не совершает никакой работы, а просто возвращается назад к источнику питания (в розетку). Бытовые счетчики ее не учитывают, поэтому платить за нее не придется. Да, она создает дополнительную нагрузку на сеть, но вас, как конечного потребителя, это вряд ли сильно обеспокоит =)

Таким образом, наша схема питания светодиодов от 220В своими руками приобретает следующий вид:

Но! Именно в таком виде ее лучше не использовать, так как в этой схеме светодиод уязвим для импульсных помех.

Включение или выключение распложенных на одной с вами линии мощной индуктивной нагрузки (двигатель кондиционера, компрессор холодильника, сварочный аппарат и т.п.) приводит к появлению в сети очень коротких выбросов напряжения. Конденсатор С1 представляет для них практически нулевое сопротивление, следовательно мощный импульс направится прямиком к С2 и VD5.

Еще один опасный момент возникает в случае включения схемы в момент пучности напряжения в сети (т.е. в тот самый момент, когда напряжение в розетке находится на пике своего значения). Т.к. С1 в этот момент полностью разряжен, то возникает слишком большой бросок тока через светодиод.

Все это со временем это приводит к прогрессирующей деградации кристалла и падению яркости свечения.

Во избежание таких печальных последствий, схему нужно дополнить небольшим гасящим резистором на 47-100 Ом и мощностью 1 Вт. Кроме того, резистор R1 будет выступать в роли предохранителя на случай пробоя конденсатора С1.

Получается, что схема включения светодиода в сеть 220 вольт должна быть такой:

И остается еще один маленький нюанс: если выдернуть эту схему из розетки, то на конденсаторе С1 останется какой-то заряд. Остаточное напряжение будет зависеть от того, в какой момент была разорвана цепь питания и в отдельных случаях может превышать 300 вольт.

А так как конденсатору некуда разряжаться, кроме как через свое внутреннее сопротивление, то заряд может сохраняться очень долго (сутки и более). И все это время кондер будет ждать вас или вашего ребенка, через которого можно будет как следует разрядиться. Причем, для того, чтобы получить удар током, не нужно лезть в недра схемы, достаточно просто прикоснуться к обоим контактам штепсельной вилки.

Чтобы помочь кондеру избавиться от ненужного заряда, подключим параллельно ему любой высокоомный резистор (например, на 1 МОм). Этот резистор не будет оказывать никакого влияния на расчетный режим работы схемы. Он даже греться не будет.

Таким образом, законченная схема подключения светодиода к сети 220В (с учетом всех нюансов и доработок) будет выглядеть так:

Значение емкости конденсатора C1 для получения нужного тока через светодиод можно сразу взять из , а можно рассчитать самостоятельно.

Расчет гасящего конденсатора для светодиода

Не буду приводить утомляющие математические выкладки, дам сразу готовую формулу емкости (в Фарадах):

C = I / (2πf√(U 2 вх - U 2 LED)) [Ф],

где I - ток через светодиод, f - частота тока (50 Гц), U вх - действующее значение напряжения сети (220В), U LED - напряжение на светодиоде.

Если расчет ведется для небольшого числа последовательно включенных светодиодов, то выражение √(U 2 вх - U 2 LED) приблизительно равно U вх, следовательно формулу можно упростить:

C ≈ 3183 ⋅ I LED / U вх [мкФ]

а, раз уж мы делаем расчеты под U вх = 220 вольт, то:

C ≈ 15 ⋅ I LED [мкФ]

Таким образом, при включении светодиода на напряжение 220 В, на каждые 100 мА тока потребуется примерно 1.5 мкФ (1500 нФ) емкости.

Кто не в ладах с математикой, заранее посчитанные значения можно взять из таблицы ниже.

Таблица 2. Зависимость тока через светодиоды от емкости балластного конденсатора.

C1	15 nF	68 nF	100 nF	150 nF	330 nF	680 nF	1000 nF
I LED	1 mA	4.5 mA	6.7 mA	10 mA	22 mA	45 mA	67 mA

Немного о самих конденсаторах

В качестве гасящих рекомендуется применять помехоподавляющие конденсаторы класса Y1, Y2, X1 или X2 на напряжение не менее 250 В. Они имеют прямоугольный корпус с многочисленными обозначениями сертификатов на нем. Выглядят так:

Если вкратце, то:

X1 - используются в промышленных устройствах, подключаемых к трехфазной сети. Эти конденсаторы гарантированно выдерживают всплеск напряжения в 4 кВ;
X2 - самые распространенные. Используются в бытовых приборах с номинальным напряжением сети до 250 В, выдерживают скачек до 2.5 кВ;
Y1 - работают при номинальном сетевом напряжении до 250 В и выдерживают импульсное напряжение до 8 кВ;
Y2 - довольно-таки распространенный тип, может быть использован при сетевом напряжении до 250 В и выдерживает импульсы в 5 кВ.

Допустимо применять отечественные пленочные конденсаторы К73-17 на 400 В (а лучше - на 630 В).

Сегодня широкое распространение получили китайские "шоколадки" (CL21), но в виду их крайне низкой надежности, очень рекомендую удержаться от соблазна применять их в своих схемах. Особенно в качестве балластных конденсаторов.

Внимание! Полярные конденсаторы ни в коем случае нельзя использовать в качестве балластных!

Итак, мы рассмотрели, как подключать светодиод к 220В (схемы и их расчет). Все приведенные в данной статье примеры хорошо подходят для одного или нескольких маломощных светодиодов, но совершенно нецелесообразны для мощных светильников, например, ламп или прожекторов - для них лучше использовать , которые называются драйверами.

Очень нужный в хозяйстве инструмент, который в обязательном порядке должен присутствовать в каждой квартире или доме. Наверняка, в жизни каждого человека, случалась такая ситуация когда вдруг внезапно по непонятным причинам гас свет. Первая реакция любого человека растерянность, а в некоторых случаях даже паника. Что случилось, где свет, куда пропало электричество, как теперь быть и что делать? По прошествии некоторого времени посещают мысли примерно такого содержания, интересно это только у меня свет пропал или везде?

При правильно подходе к делу ответы на все эти вопросы с легкостью может дать указатель напряжения . С его помощью можно без проблем определить наличие или или на выключателе. А так же, установить присутствие или отсутствие напряжение на вводном автомате и счетчике электроэнергии.

В данной статье мы ознакомимся с наиболее распространенными в быту видами указателей напряжения, разберем наглядные методы работы с каждым из них, плюсы и минусы, а так же по каждому из вариантов подведем итог на предмет удобства использования в быту.

Сейчас на рынке электрооборудования представлено огромное множество различного типа указателей напряжения, какой выбрать и как не прогадать с покупкой? Давайте разбираться.

В данной статье мы рассмотрим основные виды указателей напряжения,

Индикаторная отвертка - указатель напряжения со световым оповещением, контактного типа

Данный индикатор напряжения имеет одну функцию, определение наличия или отсутствия напряжения, на проводе или контакте электрооборудования.

Указатель данного типа имеет две рабочие части. Первая имеет форму плоской отвертки, контактирует непосредственно с находящимся под напряжением элементом электропроводки.

Вторая часть расположена на рукоятке индикаторной отвертки, необходима для создания сопротивления.

Проверим данный индикатор в работе

Рассмотрим применение данной отвертки на конкретном примере. У нас имеется , к одному контакту которого подключен фазный провод, к другому нулевой. Индикатор напряжения укажет на каком проводе находится фаза.

Для определения зажимаем большим пальцем контакт расположенный на рукоятке указателя напряжения и поочередно подносим рабочую часть индикатора сначала к одному, потом к другому контакту автоматического выключателя. Большой палец при этом должен быть голый, без перчаток.

Если на контакте присутствует напряжение индикатор указателя его покажет, загорится слабый красный или оранжевый огонек внутри отвертки. А на нулевом контакте (в нашем примере к нему подходит синий провод) индикатор не покажет ничего.

Подведем итоги тестирования

Плюсы:

не имеет элементов питания, работает непосредственно от фазы;
за счет простой конструкции исполнения обладает высокой точностью и надежностью;
имеется возможность, при острой необходимости, использовать указатель напряжения в качестве плоской отвертки;
прост в эксплуатации;
срок службы не ограничен;
сохраняет работоспособность при любых температурных условиях окружающей среды.

Минусы:

очень слабая лампочка индикации наличия напряжения, на солнце очень тяжело рассмотреть;
для работы с индикатором приходится снимать защитные перчатки.

Делаем вывод: Очень простой и надежный указатель напряжения, для работ внутри помещений будет идеальным вариантом.

Индикаторная отвертка - указатель напряжения, с функцией контактного и бесконтактного использования, со световым оповещением

Данный вид индикатора напряжения имеет в своем арсенале две функции. Определение наличия, отсутствия напряжения (фазы) контактным и без контактным методом, а также функцию проверки целостности цепи (провода, кабеля, предохранителя).

Указатель имеет две рабочие части. Первая имеет вид плоской отвертки. Предназначена для непосредственного контакта с элементами находящимися под напряжением.

Вторая, предназначена для без контактного определения наличия напряжения, а так же для определения целостности цепи в совокупности с первой частью.

Внутри изолированной прозрачной рукоятки указателя напряжения находиться светодиодная лампочка, которая при взаимодействии с фазой сигнализирует о ее наличии. Так же, в ней располагаются элементы питания, батарейки типа LR44, 157, А76 или V13GA.

Проверим данную индикаторную отвертку в работе

Поочередно подносим первую рабочую часть указателя напряжения к контактам двухполюсного автоматического выключателя. Сначала к одному, затем к другому. На нулевом контакте индикатор ничего не показал.

На фазном, лампочка указателя напряжения загорелась, сигнализируя о присутствии на данном контакте напряжения (фазы).

Так же, с помощью данного индикатора напряжения можно определить наличие фазы бесконтактным методом, для этого воспользуемся второй рабочей частью.

Стоит отметить, что для корректной работы данного указателя напряжения его необходимо правильно держать. Делать это нужно, как показано на рисунке ниже, за середину корпуса отвертки, не касаясь рукой первой рабочей части, иначе указатель может сработать в режиме "прозвонки", тем самым дав ложный сигнал о наличии фазы.

Подносим индикаторную отвертку второй рабочей частью к изоляции провода, касаться необязательно, индикатор начнет сигнализировать о наличии фазы уже на некотором расстоянии от провода.

Функция проверки целостности цепи (прозвонки), работает просто.

Внимание! Все манипуляции по проверке целостности (прозвонке) провода, кабеля или различного рода предохранителей проводятся только с отключенным напряжением.

Последовательность действий в режиме "прозвонка"

Допустим, нам требуется прозвонить целостность одной жилы провода. Для этого проводим следующий ряд действий.

снимаем перчатки;
зажимаем вторую (заднюю) часть индикатора напряжения голым пальцем, допустим правой руки;
первой рабочей частью (выполненной под плоскую отвертку) указателя напряжения, касаемся одного конца жилы проверяемого провода;
второго конца проверяемого провода необходимо коснуться пальцами левой руки.

Теперь, смотрим:

Если индикаторная лампа указателя напряжения засветилась - проверяемая жила провода целая.
Если индикаторная лампочка не засветилась - жила повреждена и находиться в чистом обрыве.

Аналогичным способом проверяются и предохранители.

Плюсы и минусы данной индикаторной отвертки

Плюсы:

яркий световой сигнализатор;
возможность контактного и без контактного применения для определения наличия или отсутствия фазы;
имеется функция проверки целостности цепи (прозвонки);
при необходимости возможно использовать указатель в качестве плоской отвертки.

Минусы:

необходимость периодической замены элементов питания;
ограничение по температуре окружающей среды от -10 до +50 градусов Цельсия.

Делаем вывод: Надежный и понятный указатель напряжения, имеет функции проверки целостности цепи и без контактного определения наличия напряжения.

Подходит как для домашнего бытового, так и профессионального использования.

Цифровая индикаторная отвертка, с функциями контактного и бесконтактного определения напряжения

Данный указатель напряжения не имеет никаких источников электропитания.

На его корпусе имеется окошечко с жидкокристаллическим дисплеем, на котором высвечиваются цифровые значения напряжения 12, 36, 55, 110, 220 Вольт.

Так же имеются две полюсные кнопки. Первая, предназначена для бесконтактного измерения напряжения.

Вторая, для контактного измерения.

Индикатор имеет одну рабочую часть, выполненную в виде плоской отвертки.

Проверим указатель напряжения в работе

В первую очередь, протестируем контактный способ измерения. Подносим индикатор к первому, нулевому контакту автоматического выключателя. На дисплее индикатора появляется значение равное 55 В.

Небольшое напряжение действительно может присутствовать на нулевом проводе, но как правило, оно наблюдается только при нагрузках (работающем электрическом оборудовании). Наш автомат в момент измерений был отключен, то есть фактическая нагрузка отсутствовала.

Теперь, подносим индикатор к фазному контакту.

На нем индикатор четко показал 110 Вольт. Реальное значение напряжение равное 220 В на дисплее указателя высветилось едва различимым.

Попытки заставить указатель напряжения работать в бесконтактном режиме успехом не увенчались, но была выявлена не заявленная в руководстве по эксплуатации цифрового индикатора функция, если не нажимая на кнопки коснуться фазы, индикатор показывает на дисплее еле видную молнию, указывающую на наличие напряжения.

Подведем итоги испытания данного указателя напряжения:

Плюсы:

не имеет источника питания;
показывает примерные цифровые значения напряжения.

Минусы:

не работает заявленная производителем бесконтактная функция определения напряжения;
ограничения по температуре окружающей среды от -10 до +50 градусов Цельсия;
имеет ограничения по измеряемому напряжению 250 В;
согласно инструкции, запрещено прикасаться к двум кнопкам сразу (наверное может ударить током ).

Делаем вывод: Данный индикатор является очень ненадежным в эксплуатации.

Указатель напряжения с функциями бесконтактной, звуковой и контактной световой индикацией

Данный индикатор в отличии от своих конкурентов, представленных выше, помимо светового оповещения, имеет еще и звуковое. Эта функция делает данный прибор очень безопасным при определении наличия или отсутствия напряжения.

На данном указателе, бесконтактный режим определения наличия напряжения, имеет звуковое оповещение, при этом, он сопровождается световой индикацией зеленого цвета.

Контактный режим, имеет только световое оповещение, сопровождается индикацией красного цвета.

Для этого на приборе предусмотрены две светодиодные лампочки.

Для звука имеется динамик.

На торце указателя расположен переключатель режимов работы:

"O" - функция контактного светового оповещения, сопровождается свечением красной лампочки, определяет наличие напряжения только при непосредственном контакте с фазой;
"L" - функция бесконтактного звукового оповещения средней чувствительности, сопровождается свечением зеленой лампочки, определяет напряжение с небольшого расстояния, даже через двойную изоляцию провода;
"H" - функция звукового оповещения максимальной чувствительности, сопровождается свечением зеленой лампочки, определяет наличие напряжения с большого расстояния через изоляцию провода.

Рабочая часть скрытая под защитным колпачком, выполнена в виде плоской отвертки.

На торце указателя напряжения предусмотрен специальный контакт, который в совокупности с основной рабочей частью прибора используется для определения целостности цепи. Режим так называемой "прозвонки".

Последовательность работы в режиме "прозвонки":

снимаем перчатки;
зажимаем пальцем правой руки торцевой контакт индикатора напряжения;
далее, основной рабочей частью (выполненной под плоскую отвертку), касаемся одного конца жилы проверяемого провода;
до второго конца провода необходимо дотронуться пальцами левой руки.

Если цепь целая, то:

в режиме "О" - загорится красная лампочка;
в режиме "L" и "H" - будет гореть зеленая лампочка в сопровождении с звуковым сигналом;

Если цепь повреждена:

ни в одном из режимов индикатор реагировать не будет.

Проверим указатель в работе

Включаем режим контактной индикации - "О".

Теперь, поочередно подносим указатель напряжения сначала к нулевому контакту автоматического выключателя, где он как и положено ничего не показывает.

Затем, к фазному контакту. Световая индикация указателя напряжения загорелась.

Переходим к бесконтактному режиму средней звуковой и световой индикации "L".

Данный режим может работать как с голой рабочей частью указателя, так и с защищенной колпачком. Итак, включаем режим и подносим указатель к автоматическому выключателю. Контактов касаться не нужно! Держим прибор на расстоянии 1-2 см от токоведущих частей. Возле нулевого контакта индикаторы указателя молчат, а возле фазного начинают издавать звуковое и световое оповещение, загорается зеленая лампочка.

Тестируем прибор в последнем положении переключателя -"H", режим повышенной чувствительности бесконтактной звуковой и световой индикации.

Пользоваться данным режимом можно как с надетым, так и со снятым колпачком. Включаем прибор и подносим его к автоматическому выключателю.

Указатель включает звуковое и световое оповещение при обнаружении на одной из жил провода или кабеля фазы уже за 20 сантиметров до контактов автоматического выключателя.

Подведем итоги по тестированию данного указателя напряжения

Плюсы:

большой набор функций, три режима индикации, одна световая и две звуковые;
возможность определять напряжение на расстоянии;
бесконтактная световая индикация дублируется звуковой;
имеется функция проверки целостности цепи.

Минусы:

прибор работает от батареек типа LR44, 157, А76 или V13GA, довольно быстро садятся. Перед проведением работ требуется предварительная проверка работоспособности прибора;
рабочая температура окружающей среды от-10 до +50 градусов Цельсия.

Вывод: Отличный, понятный и адекватный прибор, с широким набором функций. Подойдет как для профессионала, так и для новичка.

Двухполюсный указатель напряжения, двухконтактного типа, с функцией определения значений напряжения

Данный указатель напряжения относится к разряду профессиональных. В отличии от обычных однополюсных указателей он не может определить на каком из контактов находиться фаза, но может оповестить о наличии напряжения в целом.

Данное устройство состоит из двух щупов, на конце каждого из которых располагается рабочая часть изготовленная в виде острых штырьков, щупы соединенных между собой мягким медным проводом.

На одном из них имеется индикаторная шкала с нанесенными на нее ступенчатыми значениями напряжения 6, 12, 24, 50, 110, 120 и 380 Вольт.

Производя замеры, используя двухполюсный указатель, прибор покажет, в каком диапазоне находится измеряемое напряжение. Может использоваться в сети 380 Вольт.

Единственный из индикаторов способный точно определить конкретное напряжение сети 220 или 380 Вольт, а так же выявить в сети 220 Вольт.

Прибор имеет две рабочие части.

Первая, выполнена в виде острого щупа расположенного на основном на корпусе прибора.

Вторая, расположена на дополнительном корпусе, ее рабочая часть так же имеет вид острого щупа.

Проверим двухполюсный указатель напряжения в работе

Для работы прибора нужны два контакта, фаза и ноль или фаза и земля. Одним рабочим элементом дотрагиваемся до фазного контакта, другим до нулевого или контакта заземления. В нашем примере, на двухполюсном автоматическом выключателе присутствую фаза и ноль. Касаемся рабочими частями прибора контактов автоматического выключателя. Щуп основной части вставляем в один контакт, щуп дополнительной другой.

При наличии на автомате напряжения индикаторные лампочки указателя начинают светиться. На шкале основной части указателя высвечивается значение равное напряжению сети. В нашем примере, индикация показывает напряжение равное 220 Вольтам, что соответствует реальной действительности.

Подведем итоги тестирования двухполюсного указателя напряжения

Плюсы:

имеет ступенчатую шкалу определения напряжения;
имеет возможность работы в сети 220 и 380 Вольт;
способен определить перенапряжение в сети 220 Вольт;
не имеет элементов электрического питания;

Минусы:

слабое место гибкая проводная связь между основной и дополнительной частями прибора;
относительно выше представленных указателей напряжения довольно громоздкий;
не может определить где фаза, а где ноль;
температура окружающей среды для стабильной работы прибора ограничена от -10 до +50 градусов Цельсия.

Вывод: Данный индикатор хорош в профессиональных электрических работах. Для бытовых нужд, в дополнение к нему лучше приобрести индикаторную отвертку.

Благодаря таким своим свойствам как: низкое энергопотребление, малые габариты и простота необходимых для работы вспомогательных цепей, светодиоды (имеются ввиду светодиоды видимого диапазона длин волн) получили очень широкое распространение в радиоэлектронной аппаратуре самого разного назначения. Используются они в первую очередь как универсальные устройства индикации режимов работы или устройства аварийной индикации. Реже (обычно только в радиолюбительской практике) встречаются светодиодные автоматы световых эффектов и светодиодные информационные панели (табло).

Для нормального функционирования любого светодиода достаточно обеспечить протекание через него в прямом направлении тока не превышающего максимально допустимый для применяемого прибора. Если величина этого тока не будет слишком низкой, светодиод будет светиться. Для управления состоянием светодиода необходимо обеспечить регулировку (коммутацию) в цепи протекания тока. Это можно сделать с помощью типовых последовательных или параллельных схем коммутации (на транзисторах, диодах и т.п.). Примеры таких схем приведены на рис. 3.7-1, 3.7-2.

Рис. 3.7-1. Способы управления состоянием светодиода с помощью транзисторных ключей

Рис. 3.7-2. Способы управления состоянием светодиода от цифровых микросхем ТТЛ

Примером применения светодиодов в цепях сигнализации могут служить следующие две простые схемы индикаторов сетевого напряжения (рис. 3.7-3, 3.7-4).

Схема на рис. 3.7-3 предназначена для индикации наличия в бытовой сети переменного напряжения. Ранее в подобных устройствах обычно использовались малогабаритные неоновые лампочки. Но светодиоды в этом отношении гораздо более практичны и технологичны. В данной схеме ток через светодиод проходит только во время одной полуволны входного переменного напряжения (во время второй полуволны светодиод шунтируется работающим в прямом направлении стабилитроном). Этого оказывается достаточно для нормального восприятия человеческим глазом света от светодиода как непрерывного излучения. Напряжение стабилизации стабилитрона выбирается несколько большим, чем прямое падение напряжения на используемом светодиоде. Емкость конденсатора \(C1\) зависит от требуемого прямого тока через светодиод.

Рис. 3.7-3. Индикатор наличия сетевого напряжения

На трех светодиодах выполнено устройство, информирующее об отклонениях сетевого напряжения от номинального значения (рис. 3.7-4). Здесь также свечение светодиодов происходит только во время одного полупериода входного напряжения. Коммутация светодиодов осуществляется через включенные последовательно с ними динисторы. Светодиод \(HL1\) горит всегда, когда сетевое напряжение присутствует, два пороговых устройства на динисторах и делителях напряжения на резисторах обеспечивают включение двух других светодиодов только при достижении входным напряжением установленного порога срабатывания. Если их отрегулировать так, чтобы при нормальном напряжении в сети горели светодиоды \(HL1\), \(HL2\), то при повышенном напряжении будет загораться и светодиод \(HL3\), а при понижении напряжения в сети будет гаснуть светодиод \(HL2\). Входной ограничитель напряжения на \(VD1\), \(VD2\) предотвращает выход устройства из строя при значительном превышении нормального значения напряжения в сети.

Рис. 3.7-4. Индикатор уровня сетевого напряжения

Схема на рис. 3.7-5 предназначена для сигнализации о перегорании предохранителя. Если предохранитель \(FU1\) цел, падение напряжения на нем очень мало, и светодиод не светится. При перегорании предохранителя напряжение питания через незначительное сопротивление нагрузки прикладывается к цепи индикатора, и светодиод загорается. Резистор \(R1\) выбирается из условия, что через светодиод будет протекать требуемый ток. Не все виды нагрузок могут подойти для данной схемы.

Рис. 3.7-5. Светодиодный индикатор перегорания предохранителя

Устройство индикации перегрузки стабилизатора напряжения представлено на рис. 3.7‑6. В нормальном режиме работы стабилизатора напряжение на базе транзистора \(VT1\) стабилизировано стабилитроном \(VD1\) и примерно на 1 В больше, чем на эмиттере, поэтому транзистор закрыт и горит сигнальный светодиод \(HL1\). При перегрузке стабилизатора выходное напряжение уменьшается, стабилитрон выходит из режима стабилизации и напряжение на базе \(VT1\) уменьшается. Поэтому транзистор открывается. Поскольку прямое напряжение на включенном светодиоде \(HL1\) больше, чем на \(HL2\) и транзисторе, в момент открывания транзистора светодиод \(HL1\) гаснет, а \(HL2\) - включается. Прямое напряжение на зеленом светодиоде \(HL1\) приблизительно на 0,5 В больше, чем на красном светодиоде \(HL2\), поэтому максимальное напряжение насыщения коллектор-эмиттер транзистора \(VT1\) должно быть меньше 0,5 В. Резистор R1 ограничивает ток через светодиоды, а резистор \(R2\) определяет ток через стабилитрон \(VD1\).

Рис. 3.7-6. Индикатор состояния стабилизатора

Схема простого пробника, позволяющего определять характер (постоянное или переменное) и полярность напряжения в диапазоне 3...30 В для постоянного и 2,1...21 В для действующего значения переменного напряжения приведена на рис. 3.7-7. Основу пробника составляет стабилизатор тока на двух полевых транзисторах, нагруженный на встречно-параллельно включенные светодиоды. Если на клемму \(XS1\) подается положительный потенциал, а на \(XS2\) - отрицательный, то загорается светодиод HL2, если наоборот - светодиод \(HL1\). Когда на входе переменное напряжение, зажигаются оба светодиода. Если ни один из светодиодов не горит, это означает, что входное напряжение менее 2 В. Потребляемый устройством ток не превышает 6 мА.

Рис. 3.7-7. Простой пробник-индикатор характера и полярности напряжения

На рис. 3.7-8 дана схема еще одного простого пробника со светодиодной индикацией. Он используется для проверки логического уровня в цифровых цепях, построенных на микросхемах ТТЛ. В исходном состоянии, когда к клемме \(XS1\) ничего не подключено, светодиод \(HL1\) светится слабо. Его режим задается установкой соответствующего напряжения смещения на базе транзистора \(VT1\). Если на вход будет подано напряжение низкого уровня, транзистор закроется, и светодиод погаснет. При наличии на входе напряжения высокого уровня транзистор открывается, яркость свечения светодиода становится максимальной (ток ограничен резистором \(R3\)). При проверке импульсных сигналов яркость HL1 возрастает, если в последовательности сигналов преобладает напряжение высокого уровня, и убывает, если преобладает напряжение низкого уровня. Питание пробника можно осуществлять как от источника питания проверяемого устройства, так и от отдельного источника питания.

Рис. 3.7-8. Пробник-индикатор логического уровня ТТЛ

Более совершенный пробник (рис. 3.7-9) содержит два светодиода и позволяет не только оценивать логические уровни, но и проверять наличие импульсов, оценивать их скважность и определять промежуточное состояние между напряжениями высокого и низкого уровней. Пробник состоит из усилителя на транзисторе \(VT1\), повышающего его входное сопротивление, и двух ключей на транзисторах \(VT2\), \(VT3\). Первый ключ управляет светодиодом \(HL1\), имеющим зеленый цвет свечения, второй - светодиодом \(HL2\), имеющим красный цвет свечения. При входном напряжении 0,4...2,4 В (промежуточное состояние) транзистор \(VT2\) открыт, светодиод \(HL1\) выключен. В то же время закрыт и транзистор \(VT3\), поскольку падение напряжения на резисторе \(R3\) недостаточно для полного открывания диода \(VD1\) и создания требуемого смещения на базе транзистора. Поэтому \(HL2\) тоже не светится. Когда входное напряжение становится меньше 0,4 В, транзистор \(VT2\) закрывается, загорается светодиод \(HL1\), индицируя наличие логического нуля. При напряжении на входе более 2,4 В открывается транзистор \(VT3\), включается светодиод \(HL2\), индицируя наличие логической единицы. Если на вход пробника подано импульсное напряжение, скважность импульсов можно оценить по яркости свечения того или иного светодиода.

Рис. 3.7-9. Улучшенный вариант пробника-индикатора логического уровня ТТЛ

Еще один вариант пробника представлен на рис. 3.7-10. Если клемма \(XS1\) никуда не подсоединена, все транзисторы закрыты, светодиоды \(HL1\) и \(HL2\) не работают. На эмиттер транзистора \(VT2\) с делителя \(R2-R4\) поступает напряжение около 1,8 В, на базу \(VT1\) - около 1,2 В. Если на вход пробника подать напряжение выше 2,5 В, напряжение смещения база-эмиттер транзистора \(VT2\) превысит 0,7 В, он откроется и своим коллекторным током откроет транзистор \(VT3\). Светодиод \(HL1\) включится, индицируя состояние логической единицы. Ток коллектора \(VT2\), примерно равный току его эмиттера, ограничивается резисторами \(R3\) и \(R4\). При превышении напряжением на входе уровня 4,6 В (что возможно при проверке выходов схем с открытым коллектором) транзистор \(VT2\) входит в режим насыщения, и если не ограничить ток базы \(VT2\) резистором \(R1\), транзистор \(VT3\) закроется и светодиод \(HL1\) выключится. При уменьшении напряжения на входе ниже 0,5 В открывается транзистор \(VT1\), его коллекторный ток открывает транзистор \(VT4\), включается \(HL2\), индицируя состояние логического нуля. С помощью резистора \(R6\) регулируется яркость свечения светодиодов. Подбором резисторов \(R2\) и \(R4\) можно установить необходимые пороги включения светодиодов.

Рис. 3.7-10. Пробник-индикатор логического уровня на четырех транзисторах

Для индикации точной настройки в радиоприемниках часто применяются простые устройства, содержащие один, а иногда и несколько, светодиодов разного цвета свечения.

Схема экономичного светодиодного индикатор настройки для приемника с питанием от батареек приведена на рис. 3.7-11. Ток потребления устройства не превышает 0,6 мА в отсутствие сигнала, а при точной настройке составляет 1 мА. Высокая экономичность достигается за счет питания светодиода импульсным напряжением (т.е. светодиод не светится непрерывно, а часто мигает, однако из-за инерционности зрения такое мерцание не заметно на глаз). Генератор импульсов выполнен на однопереходном транзисторе \(VT3\). Генератор вырабатывает импульсы длительностью около 20 мс, следующие с частотой 15 Гц. Эти импульсы управляют работой ключа на транзисторе \(DA1.2\) (один из транзисторов микросборки \(DA1\)). Однако в отсутствие сигнала светодиод не включается, так как при этом сопротивление участка эмиттер-коллектор транзистора \(VT2\) велико. При точной настройке транзистор \(VT1\), а за ним и \(DA1.1\) и \(VT2\) откроются настолько, что в моменты, когда открыт транзистор \(DA1.2\), будет загораться светодиод \(HL1\). Чтобы уменьшить потребляемый ток, эмиттерная цепь транзистора \(DA1.1\) подключена к коллектору транзистора \(DA1.2\), благодаря чему последние два каскада (\(DA1.2\), \(VT2\)) также работают в ключевом режиме. При необходимости подбором резистора \(R4\) можно добиться слабого начального свечения светодиода \(HL1\). В этом случае он выполняет и функцию индикатора включения приемника.

Рис. 3.7-11. Экономичный светодиодный индикатор настройки

Экономичные светодиодные индикаторы могут понадобиться не только в радиоприемниках с батарейным питанием, но и во множестве других носимых устройств. На рис. 3.7‑12, 3.7‑13, 3.7‑14 приведено несколько схем таких индикаторов. Все они работают по уже описанному импульсному принципу и по сути представляют собой экономичные генераторы импульсов, нагруженные на светодиод. Частота генерации в таких схемах выбирается достаточно низкой, фактически на границе зрительного восприятия, когда мигания светодиода начинают отчетливо восприниматься человеческим глазом.

Рис. 3.7-12. Экономичный светодиодный индикатор на однопереходном транзисторе

Рис. 3.7-13. Экономичный светодиодный индикатор на однопереходном и биполярном транзисторах

Рис. 3.7-14. Экономичный светодиодный индикатор на двух биполярных транзисторах

В УКВ ЧМ приемниках для индикации настройки можно применять три светодиода. Для управления таким индикатором используется сигнал с выхода ЧМ детектора, в котором постоянная составляющая положительна при незначительной расстройке в одну сторону от частоты станции и отрицательна при незначительной расстройке в другую сторону. На рис. 3.7-15 приведена схема простого индикатора настройки, работающего по описанному принципу. Если напряжение на входе индикатора близко к нулю, то все транзисторы закрыты и светодиоды \(HL1\) и \(HL2\) не излучают, а через \(HL3\) при этом протекает ток, определяемый напряжением питания и сопротивлением резисторов \(R4\) и \(R5\). При указанных на схеме номиналах он примерно равен 20 мА. Как только на входе индикатора появляется напряжение, превышающее 0,5 В, транзистор \(VT1\) открывается и включается светодиод \(HL1\). Одновременно открывается транзистор \(VT3\), он шунтирует светодиод \(HL3\), и тот гаснет. Если напряжение на входе отрицательное, но по абсолютному значению больше 0,5 В, то включается светодиод \(HL2\), а \(HL3\) выключается.

Рис. 3.7-15. Индикатор настройки для УКВ-ЧМ приемника на трех светодиодах

Схема еще одного варианта простого индикатора точной настройки для УКВ ЧМ приемника представлена на рис. 3.7-16.

Рис. 3.7-16. Индикатор настройки для УКВ ЧМ приемника (вариант 2)

В магнитофонах, низкочастотных усилителях, эквалайзерах и т.п. находят применение светодиодные индикаторы уровня сигнала. Число индицируемых такими индикаторами уровней может варьироваться от одного-двух (т.е. контроль типа “сигнал есть – сигнала нет”) до нескольких десятков.

Схема двухуровнего двухканального индикатора уровня сигнала приведена на рис. 3.7‑17. Каждая из ячеек \(A1\), \(A2\) выполнена на двух транзисторах разной структуры. При отсутствии сигнала на входе оба транзистора ячеек закрыты, поэтому светодиоды \(HL1\), \(HL2\) не горят. В таком состоянии устройство находится до тех пор, пока амплитуда положительной полуволны контролируемого сигнала не превысит примерно на 0,6 В постоянное напряжение на эмиттере транзистора \(VT1\) в ячейке \(A1\), заданное делителем \(R2\), \(R3\). Как только это произойдет, транзистор \(VT1\) начнет открываться, в цепи коллектора появится ток, а поскольку он в то же время является и током эмиттерного перехода транзистора \(VT2\), транзистор \(VT2\) тоже начнет открываться. Возрастающее падение напряжения на резисторе \(R6\) и светодиоде \(HL1\) приведет к увеличению тока базы транзистора \(VT1\), и он откроется еще больше. В результате очень скоро оба транзистора окажутся полностью открыты и светодиод \(HL1\) включится. При дальнейшем росте амплитуды входного сигнала аналогичный процесс протекает в ячейке \(A2\), после чего загорается светодиод \(HL2\). С уменьшением уровня сигнала ниже установленных порогов срабатывания ячейки возвращаются в исходное состояние, светодиоды гаснут (сначала \(HL2\), затем \(HL1\)). Гистерезис не превышает 0,1 В. При указанных в схеме значениях сопротивлений, ячейка \(A1\) срабатывает при амплитуде входного сигнала примерно 1,4 В, ячейка \(A2\) - 2 В.

Рис. 3.7-17. Двухканальный индикатор уровня сигнала

Многоканальный индикатор уровня на логических элементах представлен на рис. 3.7‑18. Такой индикатор можно применять, например, в усилителе НЧ (организовав из ряда светодиодов индикатора световую шкалу). Диапазон входного напряжения этого устройства может колебаться от 0,3 до 20 В. Для управления каждым светодиодом используется \(RS\)-триггер, собранный на элементах 2И‑НЕ. Пороги срабатывания этих триггеров задаются резисторами \(R2\), \(R4-R16\). На линию “сброс” периодически должен подаваться импульс гашения светодиодов (разумным будет подавать такой импульс с периодичностью 0,2...0,5 с).

Рис. 3.7-18. Многоканальный индикатор уровня НЧ сигнала на \(RS\)-триггерах

Приведенные выше схемы индикаторов уровня обеспечивали резкое срабатывание каждого канала индикации (т.е. светодиод в них либо светится с заданным режимом яркости, либо погашен). В шкальных индикаторах (линия последовательно срабатывающих светодиодов) такой режим работы совсем не обязателен. Поэтому для этих устройств могут использоваться более простые схемы, в которых управление светодиодами осуществляется не отдельно по каждому каналу, а совместно. Последовательное включение ряда светодиодов при увеличении уровня входного сигнала достигается за счет последовательного включения делителей напряжения (на резисторах или других элементах). В таких схемах происходит постепенное увеличение яркости свечения светодиодов при нарастании уровня входного сигнала. При этом для каждого светодиода устанавливается свой токовый режим, такой, что свечение указанного светодиода визуально наблюдается только при достижении входным сигналом соответствующего уровня (при дальнейшем увеличении уровня входного сигнала светодиод горит все более ярко, но до определенного предела). Простейший вариант индикатора, работающего по описанному принципу приведен на рис. 3.7-19.

Рис. 3.7-19. Простой индикатор уровня сигнала НЧ

При необходимости увеличения количества уровней индикации и повышения линейности индикатора схема включения светодиодов должна быть несколько изменена. Подойдет, например, индикатор по схеме рис. 3.7-20. В нем, кроме прочего, имеется и достаточно чувствительный входной усилитель, обеспечивающий работу как от источника постоянного напряжения, так и от сигнала звуковой частоты (при этом индикатор управляется только положительными полуволнами входного переменного напряжения).

При проведении даже самых элементарных работ с электричеством, важно соблюдать меры безопасности. Даже имея большой опыт работы в данном направлении не стоит рисковать, так как это опасно для жизни. Для того чтобы проверить наличие электрического тока, необходимо всегда в хозяйстве иметь индикатор напряжения. Основным достоинством этого прибора служит простота использования и моментальное определение наличия тока в сети.

Если рассмотреть фото индикатора напряжения, то видно что этот инструмент отвертка, со встроенным индикатором.

Производители предлагают много различных видов индикаторов, но каждый имеет свой принцип действия. Перед использованием необходимо разобраться с правилами, и не допускать ошибок.

Виды индикаторов

Отвертка

Самая простая и распространенная это пассивная отвертка индикатор. С ее помощью можно узнать есть или нет напряжение в цепи. Основным достоинством данного вида отвертки является то, что индикатор показывает наличие либо отсутствие напряжения после прикосновения к контакту.

На рукоятке расположен контакт, который необходимо зажимать, когда подносим к проводнику. Результат наличия тока показывает неоновая лампа, встроенная в рукоять.

Электрики редко используют этот вид индикатора напряжения сети из-за низкой функциональности. Такой вид индикаторов больше подходит для домашнего пользования.

Активная отвертка

Более усовершенствованной моделью индикаторов является активная отвертка. Этот вид отверток определяет наличие напряжения в сети, а также ее целостность. В корпусе находится схема работающая от батарейки и светодиод.

Главной особенностью этого индикатора является возможность контактного и бесконтактного применения, и подходит для профессионального использования.

Контролька

Самым популярным пробником среди электриков является индикатор напряжения сделанный своими руками – контролька. Это конструкция в виде лампочки вставленной в патрон и провода, края которого являются щупами.

Контролька удобна тем, что показывает наличие напряжения и нормальная ли мощность сети. Главное достоинство этого индикатора, это возможность проверки трехфазных цепей.

Мультиметр

Еще одним типом индикаторов напряжения является мультиметр. Это универсальное устройство измеряющее силу тока, напряжение, частоту, емкость и т.д. Мультиметр измеряет с точностью до тысячных единиц.

Универсальный пробник

Для профессионального пользования электрики зачастую выбирают универсальный пробник. Этот прибор наиболее многофункциональный чем остальные. Благодаря возможности определять фазы, плюсы и минусы, прозванивать и т.д. Этот индикатор считается одним из основных инструментов электрика.

Бесконтактный индикатор напряжения

Также одним из наиболее безопасным считается бесконтактный индикатор напряжения. Данный вид индикаторов оснащен тремя режимами работы.Это бесконтактное использование при высокой и низкой чувствительности и световое оповещение. Эти три режима изменяются в зависимости от выполняемых задач:

Световое оповещение – сигнал подается свечением лампочки.Определяет наличие тока только при контакте.
Бесконтактное оповещение при низкой чувствительности – прибор выявляет наличие тока на небольшом расстоянии.

Бесконтактное оповещение при высокой чувствительности – выявляет наличие тока на большом расстоянии. Этот режим позволяет измерять напряжение в проводах заштукатуренных в стене, а также выявлять их маршрут.

Эта отвертка упрощенный мультиметр. Это отличный прибор имеющий много функций и очень легкий в использовании. С его помощью можно проверить целостность цепи, определить напряжение на расстоянии, а также имеется световая и звуковая индикация.

Для получения большей информации об электрической цепи используют цифровой индикатор напряжения. Этот указатель на дисплее дает более детальную информацию показывая цифровое значение напряжения в сети. С его помощью можно контролировать напряжение, задав максимальные и минимальные показатели. Этот прибор устанавливают для защиты от перепадов напряжения.

Выбирая индикатор важно знать все плюсы и минусы. Рекомендуется с особой осторожностью выполнять работы связанные с электричеством, и проверять наличие электроэнергии в сети только используя индикаторы.

Фото индикатора напряжения

Светодиоды отлично зарекомендовали себя в роли различных индикаторов. В качестве примера, можно привести промышленно выпускаемый индикатор напряжения «Контакт-55ЭМ». Среди аналогичных приборов, которые можно легко сделать своими руками, авторы обычно ограничиваются узким диапазоном возможного измеряемого напряжения с целью упрощения схемы, поэтому готовые изделия имеют узкое практическое применение.

Ниже приведенная универсальная схема светодиодной контрольки, которая будет работать как, например, с постоянной автомобильной сетью 12 В, так и с переменной бытовой 220 В.

Схема

Предлагаемая конструкция светодиодного индикатора напряжения, так называемой контрольки, собрана на одном светодиоде. Прибор способен сигнализировать о напряжении от 4,5 до 600 В с током потребления от измеряемой сети не более 1 мА. Простота и универсальность схемотехнического решения достигнута, благодаря включению MOSFET транзистора по схеме стабилизатора тока. Работает устройство без батареек.

Назначение элементов и принцип работы

Как видно из рисунка, схема индикатора собрана всего на семи элементах. «Сердцем» устройства является полевой транзистор VT2, включенный как стабилизатор тока и способный выдерживать напряжение до 600 В на переходе сток-исток. В свою очередь на транзисторе VT1 собрана цепь обратной связи стабилизатора, направленная на поддержание тока заданной величины.

Светодиодная контролька работает следующим образом. При касании измерительными щупами контактов под напряжением, в схеме начинает протекать ток, величина которого зависит от напряжения перехода база-эмиттер VT1 (UБЭ) и от сопротивления резистора R2. Так как значение U БЭ открытого транзистора является константой, то ток стабилизации можно определить по формуле: I СТ = U БЭ /R2. Как правило, U БЭ маломощных транзисторов находится в пределе 0,5-0,6 В. Подставляя в формулу R2 номиналом 560 Ом, получаем ток стабилизации равный примерно 1 мА. Как показывают практические испытания, этого достаточно, чтобы слаботочный светодиод засветился.

Мегаомный резистор R1 служит нагрузкой для VT1, а конденсатор С1 дополнительно защищает светодиод от возможных негативных бросков тока. При проверке переменного напряжения диод VD1 служит выпрямителем, а при замере постоянного – служит защитой от переполюсовки.

Рабочий диапазон устройства определяется техническими характеристиками полевого транзистора. Минимальный порог срабатывания индикатора зависит от напряжения затвор-исток, которое может быть от 2 до 4 вольт. Это означает, что прибор просигнализирует о наличии разницы потенциалов, величиною более 4 вольт. Максимум измеряемого напряжения ограничен параметром U СИ = 600 В.

Нюансы в работе индикатора напряжения

Наличие в схеме светодиодного индикатора диода VD1 позволяет определять полярность напряжения в цепях постоянного тока. Если коснуться щупом, припаянным к аноду VD1, плюсового провода, а щупом, припаянным к эмиттеру VT1, минусового провода, то светодиод засветится. Если щупы поменять местами, светодиодный индикатор ничего не покажет.

При проверке напряжения в цепях переменного тока соблюдение полярности не требуется. Светодиод засветится в обоих случаях, но с меньшей яркостью, так как отрицательную часть полуволны не пропустит диод.

Детали сборки

В качестве полевого транзистора используется Power MOSFET IRFBC40 с U СИ = 600 В, U ЗИ = 2–4 В. Он является самым дорогим элементом схемы с ценником чуть более 1 доллара. Биполярный транзистор – это всем известный КТ315Б, который можно заменить на КТ3102 с любым буквенным индексом. Диод подойдет любой с обратным напряжением более 600 В, например, 1N4005-1N4007. Конденсатор должен быть неполярным ёмкостью 0,1 мкФ.

Выбор светодиода имеет важное значение. От его способности светиться на малых токах зависит правильность работы индикатора в целом. Поэтому рекомендуется применять к установке в прозрачном корпусе 3-5 мм красного свечения.

Не стоит забывать об электрической прочности резисторов, на которых во время замера может появляться потенциал в несколько сотен вольт. Предельное рабочее напряжение непроволочных резисторов может колебаться от 100 до 1000 В и во многом зависит от длины самого элемента. Поэтому миниатюрные планарные компоненты придётся оставить для других целей, а здесь лучше применить сопротивление типа МЛТ-0,25. Для повышения надежности во время монтажа R1 и R2 делают составными, заменяя каждый из них двумя последовательно включенными элементами.

Печатная плата

Один из возможных вариантов печатной платы контрольки со светодиодом приведен на рисунке.

Плата в файле Sprint Layout 6.0: plata-indikatora.lay6

Плата выполнена из одностороннего текстолита с использованием деталей в DIP-корпусах. Светодиод для удобства размещают в торце платы. Широкие контактные площадки нужны для надёжного контакта деталей. Имея удлиненную форму размером 12 на 60 мм, готовая сборка легко помещается в корпусе из-под толстого фломастера или маркера. С одного торца располагают светодиод, а с другого выводят два измерительных провода со щупами на концах. Отверстия для проводов обозначены надписью (Control).

Уверен, что данный индикатор напряжения станет верным помощником как мастеру-электрику, так и рядовому хозяину в своём доме.

Читайте так же