V tomto článku se chystáme vytvořit detektor neviditelného rozbitého drátu, který se používá ke kontrole rozbitých nebo odpojených vodičů uvnitř stěn. Detekuje přerušený vodič detekcí přítomnosti střídavého napětí ve vodiči. Pokud bude v jeho blízkosti přítomno střídavé napětí, začne pípat a LED dioda bude svítit vysoko, zatímco když nebude žádné střídavé napětí, nebo pokud bude přerušený vodič, pak bzučák zůstane tichý a LED dioda bude nízká. Tento obvod může také sloužit jako detektor EMF a může detekovat elektrické pole generované střídavým proudem (AC).
Zařízení napájená střídavým proudem, jako jsou žehličky, brusky, klimatizace, světlomety, jsou napájena dlouhými 2 nebo 3 žilovými kabely připojenými k elektrické síti. Kvůli dlouhodobému používání těchto zařízení s proudem vysokého proudu nebo kvůli mechanickému namáhání se mohou tyto vodiče odněkud zlomit.
Je velmi obtížné najít přesné umístění zlomeného drátu, protože dnes jsou elektrické kabely instalovány uvnitř stěn pomocí trubek z PVC. A proto lidé obecně upřednostňují vyměnit poškozené místo opravy. Abychom tedy našli přesnou polohu přerušeného vodiče, je velmi užitečný tento detektor zlomeného drátu, který detekuje přerušený vodič detekcí EMF generovaného střídavým proudem ve vodiči. Přestane pípat tam, kde najde přerušený vodič, a LED na obvodu také zhasne.
Požadované komponenty:
- IC CD 4069
- Tranzistor BC 547
- Bzučák
- 9V baterie
- LED diody
- 10M, 4,7k, 470k, 220k, 470 a 1,8k ohm rezistory
- 47k proměnný rezistor
- Dioda 1N4148
- 470pF, 100nF kondenzátor
Schéma zapojení a vysvětlení:
Hlavní částí projektu je IC 4096. Jedná se o šestiosý invertor CMOS IC, který se skládá ze šesti invertorových obvodů. Pomůže nám to při detekci elektromagnetického pole. Je připojen lineárně umístěním zpětnovazebního odporu mezi piny 1 a 2. Odpor zpětnovazebního odporu je udržován na vysoké hodnotě, takže změna elektromagnetického pole neovlivní IC 4096.
Pokud není k dispozici elektromagnetické pole, pak pin 4 na IC 4096 zůstává vysoký a pokud je elektromagnetické pole přítomno v blízkosti obvodu detektoru, pak je pin 4 nízký a pin 12 je vysoký, což spouští NPN tranzistor BC547 na světlo rozsvítí ČERVENOU LED.
Současně se pin 6 také zvýší a výstupem kolíku 6 se dioda obrátí v předpětí, což způsobí provoz RC oscilátoru vytvořeného R7 a C2. Frekvence tohoto oscilátoru bude kolem 1 KHz a výstup tohoto oscilátoru bude řídit bzučák.
Pracovní vysvětlení:
Práce s tímto detektorem zlomeného drátu je velmi snadná a hlavní částí tohoto obvodu je, jak bylo uvedeno výše, šestihranný invertor IC CD4069. Tento IC se skládá ze 6 střídačů, které v zásadě NEJSOU bránou. Brány N3 a N4 z těchto šesti střídačů fungují jako generátor impulzů, který osciluje v rozsahu zvuku kolem 1 KHz.
Rezistory R4 (470k) a R5 (220k) a kondenzátor C1 (100nF) v tomto obvodu jsou časovací komponenty, které rozhodují o frekvenci. Hradla N1 a N2 detekují přítomnost střídavého napětí kolem vodiče pod napětím a slabé střídavé napětí vybrané ze zkušební sondy. Obvod oscilátoru je povolen nebo zakázán výstupním kolíkem brány N2, který je výstupním kolíkem 10.
Pokud v blízkosti vodiče pod napětím nebude přítomno žádné střídavé napětí, zůstane výstupní kolík 10 nízký a ve výsledku bude dioda D3 vést v předpjatém režimu a bude zadržovat oscilátorovou část v kmitání. Podobně nízký výstup kolíku 6 omezuje vedení tranzistoru. Výsledkem je, že bzučák nepípne a kontrolka LED zůstane nízká.
Když obvod detekuje přítomnost střídavého napětí v jeho blízkosti, pak výstupní kolík 10 jde vysoko. To umožní oscilátoru oscilovat kolem frekvence 1 KHz. Když oscilátor osciluje, LED dioda začne blikat velmi vysokou rychlostí a bzučák začne pípat. Zatímco LED a bzučák ve skutečnosti oscilují, zdá se, že trvale svítí, protože rychlost blikání je velmi vysoká.