Схема індикатора напруги на світлодіодах для збірки своїми руками

Світлодіоди відмінно зарекомендували себе в ролі різних індикаторів. Як приклад, можна навести промислово випускається індикатор напруги «Контакт-55ЕМ». Серед аналогічних приладів, які можна легко зробити своїми руками, автори зазвичай обмежуються вузьким діапазоном можливої ??вимірюваної напруги з метою спрощення схеми, тому готові вироби мають вузьке практичне застосування.

Пропонована конструкція світлодіодного індикатора напруги зібрана на одному светодиоде. Прилад здатний сигналізувати про напругу від 4,5 до 600В з струмом споживання від вимірюваної мережі не більше 1 мА. Простота і універсальність схемотехнічного рішення досягнута, завдяки включенню MOSFET транзистора по схемі стабілізатора струму. Працює пристрій без батарейок.

Призначення елементів і принцип роботи схеми

Як видно з малюнка, схема індикатора зібрана всього на семи елементах. «Серцем» пристрою є польовий транзистор VT2, включений як стабілізатор струму і здатний витримувати напругу до 600В на переході втік-витік. У свою чергу на транзисторі VT1 зібрана ланцюг зворотного зв’язку стабілізатора, спрямована на підтримку струму заданої величини.

Схема індикатора працює наступним чином. При торканні вимірювальними щупами контактів під напругою, в схемі починає протікати струм, величина якого залежить від напруги переходу база-емітер VT1 (UБЕ) і від опору резистора R2. Так як значення UБЕ відкритого транзистора є константою, то струм стабілізації можна визначити за формулою: IСТ = UБЕ / R2. Як правило, UБЕ малопотужних транзисторів знаходиться в межі 0,5-0,6В. Підставляючи в формулу R2 номіналом 560 Ом, отримуємо струм стабілізації рівний приблизно 1 мА. Як показують практичні випробування цього достатньо, щоб слабкострумовий світлодіод засвітився.

Мегаомний резистор R1 служить навантаженням для VT1, а конденсатор С1 додатково захищає світлодіод від можливих негативних кидків струму. При перевірці змінної напруги діод VD1 служить випрямлячем, а при вимірі постійного – служить захистом від переполюсовки.

Робочий діапазон пристрою визначається технічними характеристиками польового транзистора. Мінімальний поріг спрацьовування індикатора залежить від напруги затвор-витік, яке може бути від 2 до 4 вольт. Це означає, що прилад просигналізує про наявність різниці потенціалів, завбільшки понад 4 вольт. Максимум вимірюваної напруги обмежений параметром Uси = 600В.

Нюанси в роботі індикатора напруги

Наявність в схемі світлодіодного індикатора діода VD1 дозволяє визначати полярність напруги в ланцюгах постійного струму. Якщо торкнутися щупом, припаяним до анода VD1, плюсового проводу, а щупом, припаяним до емітера VT1, мінусового проводу, то світлодіод засвітиться. Якщо щупи поміняти місцями, індикатор нічого не покаже.

При перевірці напруги в ланцюгах змінного струму дотримання полярності не потрібно. Світлодіод засвітиться в обох випадках, але з меншою яскравістю, т. К. Негативну частину напівхвилі не пропустить діод.

деталі збірки

В якості польового транзистора використовується Power MOSFET IRFBC40 з Uси = 600В, Uзи = 2-4В. Він є найдорожчим елементом схеми з цінником трохи більше 1 долара. Біполярний транзистор – це всім відомий КТ315Б, який можна замінити на КТ3102 з будь-яким буквеним індексом. Діод підійде будь-який із зворотним напругою понад 600В, наприклад, 1N4005-1N4007. Конденсатор повинен бути неполярних ємністю 0,1 мкФ.

Вибір світлодіода має важливе значення. Від його здатності світитися на малих токах залежить правильність роботи індикатора в цілому. Тому рекомендується застосовувати до установки над’яскравих світлодіодів в прозорому корпусі 3-5 мм червоного світіння.

Не варто забувати про електричної міцності резисторів, на яких під час виміру може з’являтися потенціал в кілька сотень вольт. Гранична робоча напруга недротяних резисторів може коливатися від 100 до 1000В і багато в чому залежить від довжини самого елемента. Тому мініатюрні планарні компоненти доведеться залишити для інших цілей, а тут краще застосувати опір типу МЛТ-0,25. Для підвищення надійності під час монтажу R1 і R2 роблять складовими, замінюючи кожен з них двома послідовно включеними елементами.

Друкована плата

Один з можливих варіантів друкованої плати наведено на малюнку.

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

Плата виконана з одностороннього текстоліту з використанням деталей в DIP-корпусах. Світлодіод для зручності розміщують в торці плати. Широкі контактні площадки потрібні для надійного контакту деталей. Маючи подовжену форму розміром 12 на 60 мм, готова збірка легко поміщається в корпусі з-під товстого фломастера або маркера. З одного торця розташовують світлодіод, а з іншого виводять два вимірювальних дроти зі щупами на кінцях. Отвори для проводів позначені написом (Control).

Упевнений, що цей індикатор напруги стане вірним помічником як майстру-електрику, так і пересічному господареві в своєму будинку.

Ссылка на основную публикацию