V tomto článku pripravíme detektor neviditeľného prerušeného drôtu, ktorý sa používa na kontrolu prerušených alebo odpojených vodičov vo vnútri stien. Zistí prerušenie vodiča detekciou prítomnosti striedavého napätia vo vodiči. Keď bude v jeho blízkosti striedavé napätie, začne pípať a LED dióda bude svietiť vysoko, zatiaľ čo tam nebude žiadne striedavé napätie alebo ak bude prerušený vodič, potom bzučiak zostane tichý a LED dióda bude slabá. Tento obvod môže slúžiť aj ako detektor EMF a dokáže detekovať elektrické pole generované striedavým prúdom (AC).
Zariadenia napájané na striedavý prúd, ako sú elektrické žehličky, brúsky, klimatizácie, svetlá na zaplavenie, sú napájané z dvoch alebo troch jadrových káblov pripojených k elektrickej sieti. V dôsledku dlhodobého používania týchto zariadení s prúdom vysokého prúdu alebo z dôvodu mechanického namáhania sa tieto vodiče môžu odniekiaľ prerušiť.
Je veľmi ťažké nájsť presné miesto prerušeného drôtu, pretože dnes sú elektrické drôty inštalované do stien pomocou potrubí z PVC. Z tohto dôvodu ľudia všeobecne uprednostňujú výmenu poškodeného namiesto opravy. Na zistenie presnej polohy prerušeného drôtu je teda veľmi užitočný tento detektor zlomeného drôtu, ktorý detekuje prerušený vodič detekciou EMF generovaného striedavým prúdom v drôte. Prestane pípať, kde nájde prerušený vodič, a LED dióda na obvode tiež zhasne.
Požadované komponenty:
- IC CD 4069
- Tranzistor BC 547
- Bzučiak
- 9V batéria
- LED diódy
- Rezistory 10M, 4,7k, 470k, 220k, 470 a 1,8k ohm
- 47k variabilný rezistor
- Dióda 1N4148
- 470pF, 100nF kondenzátor
Schéma zapojenia a vysvetlenie:
Hlavnou časťou projektu je IC 4096. Jedná sa o šesťuholníkový invertor CMOS IC, ktorý sa skladá zo šiestich invertorových obvodov. Pomôže nám to pri detekcii elektromagnetického poľa. Je pripojený lineárne umiestnením spätnoväzbového odporu medzi piny 1 a 2. Odpor spätnoväzbového odporu je udržiavaný na vysokej hodnote, takže zmena elektromagnetického poľa neovplyvňuje IC 4096.
Ak nie je k dispozícii elektromagnetické pole, zostáva kolík 4 obvodu IC 4096 vysoký a ak je elektromagnetické pole prítomné v blízkosti obvodu detektora, potom je kolík 4 nízky a kolík 12 vysoký, čo aktivuje NPN tranzistor BC547 na svetlo rozsvieti ČERVENÉ LED.
Zároveň pôjde kolík 6 vysoko a výstup kolíka 6 spôsobí, že dióda bude mať reverzné predpätie, čo spôsobí činnosť RC oscilátora vytvoreného R7 a C2. Frekvencia tohto oscilátora bude okolo 1 KHz a výstup z tohto oscilátora bude riadiť bzučiak.
Pracovné vysvetlenie:
Práca s týmto detektorom zlomeného drôtu je veľmi ľahká a hlavnou súčasťou tohto obvodu, ako je uvedené vyššie, je šesťuholníkový invertor IC CD4069. Tento IC sa skladá zo 6 invertorov, ktoré v podstate nie sú hradlom. Brány N3 a N4 z týchto šiestich invertorov fungujú ako generátor impulzov, ktorý osciluje v rozsahu zvuku okolo 1 KHz.
Rezistory R4 (470k) a R5 (220k) a kondenzátor C1 (100nF) v tomto obvode sú časovacími prvkami, ktoré rozhodujú o frekvencii. Brány N1 a N2 detekujú prítomnosť striedavého napätia okolo živého vodiča a slabé striedavé napätie vybrané z testovacej sondy. Obvod oscilátora je zapnutý alebo vypnutý výstupným pinom hradla N2, ktorý je výstupným pinom 10.
Pokiaľ v blízkosti živého vodiča nebude prítomné žiadne striedavé napätie, výstupný kolík 10 zostane nízky a vo výsledku vedie dióda D3 v režime predpätia dopredu a zadržuje oscilátorovú časť v kmitaní. Podobne nízky výstup kolíka 6 obmedzuje vedenie tranzistora. Výsledkom je, že bzučiak nebude pípať a kontrolka LED zostane nízka.
Keď obvod zistí prítomnosť striedavého napätia v jeho blízkosti, výstupný pin 10 sa zvýši. Toto umožní oscilátoru oscilovať okolo frekvencie 1 KHz. Keď oscilátor osciluje, potom LED začne blikať veľmi vysokou rýchlosťou a bzučiak začne pípať. Zatiaľ čo LED a bzučiak skutočne kmitajú, zdá sa, že nepretržite svietia, pretože rýchlosť blikania je veľmi vysoká.