構(gòu)建一個非接觸式交流電壓檢測器電路

讓我們創(chuàng)建一個非接觸式交流電壓檢測器/測試器電路。

什么是非接觸式電壓檢測器？

它是一種交流電壓檢測器，可用于測試沒有任何連接的帶電電線，因此得名。

因此，在交流電線上測試時，它比霓虹螺絲刀更安全，并降低了在高交流電壓下工作時觸電的機會。

非接觸式電壓檢測器電路如何工作？

通常，由交流電流流動產(chǎn)生的帶電導(dǎo)線周圍會有一個電場和磁場。我們可以利用這種現(xiàn)象來檢測電線內(nèi)部是否仍有電流，方法是使用天線作為檢測器。這是這些電路的主要原理。

火線周圍的電場

如果您想深入了解電場。您可以在維基百科上進一步搜索。

當(dāng)我們將天線放在交流電線附近時，如果它檢測到該電線周圍的磁場，LED 會發(fā)出微弱的光，同時蜂鳴器會發(fā)出高頻嗡嗡聲。

天線離交流電線越近，LED 就越亮。蜂鳴器的嗡嗡聲也會更大。

在測試過程中，應(yīng)避免讓天線直接接觸電線。

讓我們創(chuàng)建非接觸式電壓檢測器電路

在這篇文章中，這些電路有兩個版本。不同之處在于，其中一個使用晶體管作為內(nèi)核，另一個使用CD4060代替。它們的功能是一樣的。

我女兒選擇構(gòu)建一個使用晶體管的電路。因為它易于創(chuàng)建（更容易焊接組件），也更容易理解電路的工作原理。

晶體管版本

天線將磁場轉(zhuǎn)換為非常非常小的電流，然后用非常高增益的放大器將其放大。

然后，這種放大的電流將為 LED 或蜂鳴器供電，以獲得我們的視覺或聲音反饋。

非接觸式電壓檢測器的基本框圖

對于高增益放大器，我們選擇達林頓晶體管對，因為它簡單且效率高。為了便于理解，請參閱下圖。

達林頓晶體管電路框圖

這是一個分步過程。

#1 天線將頻率為 50Hz （60Hz） 的極少電能或交流主信號感應(yīng)到 Q1 的 B 中。

#2 使更高的電流流過 R1，C 到 Q1 的 E。

#3 接下來，更高的電流流過 R2，Q2 的 C 到 E。

#4 最后，最高電流流過 Q3 的 R3、LED1、C 到 E，導(dǎo)致 LED1 發(fā)光或閃爍。

我女兒說這很容易理解。它就像一個小小的水閥，越來越多地控制下一個大水閥。

達林頓對的電流增益等于它們中的每一個（Q1、Q2、Q3）的增益相乘。如果使用BC547 NPN型，則在許多電路中普遍使用。他們有大約 8，000
個收益。因此，它們具有非常高的靈敏度。

然后，查看完整的電路圖。我們在 LED1 和 R3 上添加一個壓電蜂鳴器來發(fā)出警報，將嗡嗡聲指示為交流主頻。

這個時代非常方便，如果你想要一個蜂鳴器的聲音，只用一個。它有自己的蜂鳴器電路，將電路減少到更少。我女兒非常喜歡它。

簡易非接觸式交流電壓檢測器電路圖

另請閱讀許多適合初學(xué)者的簡單電路

如何構(gòu)建它

這個電路非常簡單。我女兒在沒有使用普通 PCB 的情況下組裝了它。她把引腳焊接在一起。然后，將其放在一塊紙板上。但是，如果您也想將其組裝到穿孔 PCB
上。

這是非接觸式交流電壓檢測器電路的原型，是我女兒建造的。

組件列表

Q1-Q3：BC547，0.4A 40V NPN晶體管，4個。

0.25 瓦電阻器

R1：1M，1 個。

R2：100K，1個。

R：1K，1 個。

LED1：隨心所欲上色，1 個。

BZ1：小型壓電蜂鳴器 3-26V

S1：SPDT 開關(guān)，1 個。

9伏電池或9V供電電路

曾經(jīng)有朋友問，如果他們沒有BC547，能不能用其他晶體管？是的，您可以使用任何 NPN 晶體管類型，例如 BC546、BC548、BC550 或
BC337?；蚱渌问?，如S9013、2N3904、PN2222、2SC1815等。但其引腳的位置不同，如下圖所示。

但是，如果您有舊組件或不想使用壓電蜂鳴器。你可以用舊的方式構(gòu)建它。它更響亮，因為使用更大的揚聲器。

請參閱此項目的完整電路圖。我們看到了這一點，并且很高興，因為它也很簡單。

完整的舊簡易非接觸式交流電源電壓檢測器

簡單的蜂鳴器請閱讀 制作簡單的電子蜂鳴器。

組件清單

Q1-Q4：BC547，0.4A 40V NPN 晶體管，4 個。

Q5：BC557，0.4A 40V PNP晶體管，1個。

0.25 瓦電阻器

R1：1M，1 個。

R2：100K，1個。

R3：56K，1 個。

R4：1K，1個。

R5：100歐姆，1個。

C1： 0.047uF 50V， 陶瓷電容器， 1 個

C2：10uF 25V，電解電容器，1個。

LED1：隨心所欲上色，1 個。

揚聲器 8 歐姆，1 個。

S1：SPDT開關(guān)，1個。

9伏電池

我們在小尺寸的穿孔板上組裝的原型。

在這個項目中，我們可以將它們組裝在穿孔的PC板上。由于沒有電位器，我們不需要設(shè)置它，只需按 S1 打開然后已經(jīng)使用好了。

在下面的視頻中，我們將看到何時在電磁場附近使用此工具，例如主、燈、顯示器、微波爐、筆記本電腦、計算機等。 LED1 將閃爍，我們聽到嗡嗡聲。

IC型

該電路的使用方式與晶體管電路版本相同。但改用IC1（CD4060），它是一個CMOS芯片，既可以作為頻率發(fā)生器，又可以作為14級二進制頻率計數(shù)器。

該IC適合這種用途，因為它的輸入具有非常高的電阻。因此，使其對微弱的電信號非常敏感，并且能夠計算多個頻段。

當(dāng)我們將天線靠近交流線時，電磁感應(yīng)作為時鐘信號進入 IC1 的引腳 11。

假設(shè)交流線路的電流頻率為 50Hz（在美國為 60Hz）。然后，從連接到 LED1 的 IC1 的引腳 7（Q4） 中將其頻率分頻 16，等于
3Hz。然后，LED1 將以每秒 3 次的速度閃爍，表明交流電線周圍有電場。

但是，如果交流線路內(nèi)沒有電壓或電流，則IC1將不會輸出任何內(nèi)容。LED1 不會閃爍。相反，它將處于打開或關(guān)閉狀態(tài)。