Электрическое напряжение невидимо и часто опасно. Это, безусловно, относится к электросети. Поэтому электрики и домашние хозяева, которым приходится чинить приборы и электропроводку, должны использовать специальные пробники для обнаружения высокого напряжения, мест прокладки проводки и проверки целостности участков проводки. Они помогут найти фазу и ноль.

Электриками часто используется индикаторная отвёртка. Это небольшая отвертка, довольно «слабая» на вид, неспособная затянуть винты с большим моментом. Но у нее другое назначение. Это индикатор фазы сети. Фазные провода сети находятся под повышенным напряжением относительно земли и нулевого провода, смертельно опасным для человека.

Отвертка индикаторная - это простой и надежный тестер напряжения. Она не позволяет измерять напряжение, но безошибочно говорит о наличии напряжения, которое МОЖЕТ быть опасным. Наиболее распространен индикатор на основе неоновой лампочки. Это классика, конкурировать с которой очень сложно, и вот почему:

• Простота устройства,
• Высокая надежность,
• Высокая чувствительность,
• Дешевизна.

Стоит уделить ей подробное внимание в отдельном разделе и описать, как работает этот пробник.

Индикатор напряжения сети газоразрядный

Принцип работы индикаторной отвертки состоит в особенно малом токе тлеющего разряда в неоновой лампочке, который поддается визуальному обнаружению. В то же время напряжение разряда очень удачно расположено в диапазоне от 70–80 вольт и выше.

Последовательно с лампочкой включается токоограничивающий резистор с номиналом 500–1000 килоом. Он защищает от чрезмерного тока лампочку и тело человека.

Особенность неонового индикатора в том, что человек является частью электрической цепи, к которой приложено высокое напряжение. Но поскольку тело человека имеет сопротивление порядка 1–4 килоом, то подавляющая часть напряжения падает на лампочке и соединенном с ней резисторе.

На самом человеке падают единицы вольт, что совершенно безопасно. Ни в коем случае нельзя использовать отвертку без сопротивления!

Индикаторной отверткой нельзя сделать почти ничего, кроме как определить фазу и ноль. Но это очень важная и обязательная задача, имеющая прямое отношение к электробезопасности. Как отвертка индикатор довольно слаб и такой отверткой нельзя затягивать винты с большим усилием.

Удерживая отвертку в руке, осторожно касаются токоведущих частей. При этом обязательно нужно касаться металлической кнопочки или ободка на изолирующей ручке отвертки, чтобы цепь замкнулась через тело на землю. Если лампочка внутри отвертки светится малиновым светом, то данный проводник - одна из фаз сети. Иначе это нейтраль, имеющая связь с землей, или заземление, или изолированный участок цепи (проводник).

Свечение может наблюдаться даже на тех проводниках, которые «не бьют током». Это сетевые наводки через емкостную связь. С ними также необходимо соблюдать осторожность. Если величина емкости достаточно велика, то такой проводник может быть опасным.

Другие виды индикаторов

Кроме классической схемы неонового пробника есть еще несколько индикаторов. Некоторые из них не предназначены для проверки сетевого напряжения, но зато позволяют прозванивать проводку на целостность и отыскивать обрывы и плохие контакты. Есть и устройства со многими функциями.

На светодиоде

Отвертка индикатор напряжения может использовать другие принципы, например, есть пробники на светодиодах. Принцип работы светодиода заключается в генерации квантов света при помощи переходов возбужденных электронов на более низкие уровни. Они практически не греются, работают как обычные диоды. Однако ток, при котором светодиод начинает заметно светиться, достигает уже единиц миллиампер, поэтому самые простые из таких пробников всегда имеют заземляющий крокодильчик.

Часто в отвертку на светодиоде встраивается батарейка и это позволяет использовать ее как прозвонку для обесточенных цепей. Индикаторная отвертка на батарейках может содержать простейший электронный усилитель на полевом транзисторе. В цепи его затвора включен щуп - лезвие отвертки или шило.

Светодиод включается последовательно с батарейкой через канал полевого транзистора. Очень слабый ток, протекающий через затвор транзистора и затем емкость изолированной рукоятки в тело человека, открывает канал полевого транзистора. Ток усиливается в сотни раз и этого оказывается вполне достаточно для загорания светодиода.

Такой индикатор годится для прозвонки проводов и выключателей. С его помощью можно даже обнаружить фазу проводки в стене, если есть напряжение. Полевой транзистор реагирует на ничтожный ток, протекающий через емкость его затвора, то есть пробник с ним способен обнаружить слабые электрические поля рассеяния от электропроводки.

Если требуется прозвонить провод или исправность замкнутого выключателя то один его конец нужно подсоединить к щупу, а другой к «пятачку» на торце отвертки. Загоревшийся светодиод покажет целостность цепи, значит, обрывов нет и контакты в исправном состоянии.

ВНИМАНИЕ! Не рекомендуется таким образом проверять катушки и электромоторы. Напряжение самоиндукции может повредить пробник с полевым транзистором и даже простой пробник со светодиодом. Для подобных целей лучше использовать мультиметр в режиме прозвонки.

Электронный индикатор содержит миниатюрную батарейку, электронный чип и ЖКИ дисплей. Он также может содержать светодиоды двух цветов и зуммер («пищалку»). С его помощью можно измерять даже температуру.

Звуковая отвертка издает сигнал, что очень удобно, так как взгляд не отвлекается, и особенно при ярком освещении, когда свечение неонового индикатора или светодиода может быть незаметно. Инструкция к прибору поясняет как найти фазу или выполнить другие проверки.

Электронный индикатор считается более продвинутым, чем индикаторная отвертка со светодиодом, но это больше маркетинговые штучки. На практике электрики редко используют такие пробники из-за их дороговизны и небольшого срока эксплуатации. Есть действительно качественные модели, но их стоимость составляет десятки долларов, и к тому же их почти нет на российском рынке, занятым недорогой китайской продукцией.

Это не просто пробник электрика, это измерительный прибор, позволяющий получить гораздо больше информации чем просто «есть» или «нет». С помощью мультиметра можно измерять переменное или постоянное напряжение, а также ток и сопротивление. Мультиметр имеет специальный чип с экономичным аналого-цифровым преобразователем и работает от батарейки (обычно типоразмера 6F22 — «Крона»).

Вот несколько простых примеров, что можно сделать с его помощью, например, как проверить розетку мультиметром.

Как проверить заземление в розетке:

1. Выключим автомат линии, питающей розетку!
2. Установим переключатель мультиметра в положение прозвонки.
3. Подключим один щуп к клемме заземления розетки.
4. Подключим второй щуп к шине заземления.
5. Если есть звук, значит, провод PE от розетки исправен.

Как проверить напряжение в розетке:

1. Установим переключатель мультиметра в положение измерения переменного напряжения на пределе 700 В.
2. Убедимся, что один щуп прибора подключен к клемме Общ. (Common), а второй к клемме V. Это очень важно!
3. Подключим один щуп к одному гнезду розетки, а второй - ко второму. Прибор должен показать действующее значение напряжения 200 — 230 вольт.

Как проверить лампочку мультиметром:

1. Установим переключатель мультиметра в положение единиц килоом (омметр).
2. Подключим щупы: один к общей клемме, а другой к клемме V.
3. Подключим цоколь лампочки к щупам в любом порядке. Если это исправная лампа накаливания, то прибор покажет сопротивление порядка десятков или сотен Ом. Если он ничего не показывает (или единицу в самом старшем разряде) то лампочка неисправна.

СОВЕТ Проверка таким способом светодиодных ламп может дать очень неопределенные результаты, так как там используется электронная схема, которая начинает реагировать при гораздо больших напряжениях чем то, которое дает обычный мультиметр.

Под каждую задачу лучше выбирать подходящий инструмент. Приступая к ремонту проводки или установке новых приборов, необходимо обесточить участок предстоящих работ и обеспечить предупреждение для тех кто может его включить! Работать одному не допускается, это опасно! Убедиться в отсутствии напряжения лучше всего поможет индикаторная отвертка. Мультиметр будет тут неудобным.

После монтажа или ремонта на обесточенном участке необходимо проверить отсутствие коротких замыканий и замерить сопротивление изоляции. Здесь будет полезным именно мультиметр.

Его еще называют «индикатор » , «фазомер » и нередко , но сути это не меняет. Прежде чем решить, нужен нам такой прибор или нет, давайте чуть отвлечемся и . Нам известно, что величина его – 220 В и ток, если подключить к розетке какую-либо нагрузку, потечет переменный. Нам даже известна его частота – 50 Гц. То есть напряжение в розетке меняет полярность, а ток (конечно, при подключенном потребителе) направление 50 раз в секунду.

Но есть еще одна особенность, которая присуща такому виду напряжения. В целях безопасности и для решения некоторых других задач один провод трансформатора или генератора, вырабатывающего промышленное или «бытовое» напряжение соединяют с землей в буквальном смысле. Таким образом на одном проводнике будет нулевой потенциал (относительно земли, конечно), а на другом напряжение будет колебаться в пределах от – 220 В до +220 В. В результате свойства переменного тока останутся без изменений, но «драться» будет только этот самый второй провод, который принято называть фазным (если, конечно, за него взяться, стоя на земле). За другой можно смело взяться голыми руками и ничего с нами не случится.

Как определить, какой провод в розетке «фазный», а какой «нулевой»? Вот для этого и служит указатель напряжения, который совсем несложно построить самому. Взглянем на схему ниже. Обычная неоновая индикаторная лампочка и резистор сопротивлением 1 МОм. Если включить эту схему в розетку, то через лампу потечет ток в районе 0.2 мА, которого будет достаточно, чтобы она засветилась.

Теперь подключим к розетке только точку «А», а за точку «Б» возьмемся рукой. Если к точке «А» подключена «фаза», то ток через резистор, лампу и… наше тело потечет в землю. Лампочка засветится, но мы ничего не почувствуем – такой ток для нашего организма безопасен. Если мы точкой «А» попали на «ноль», то лампа, естественно, светиться не будет. Осталось оформить схему в удобный корпус и наш указатель напряжения готов.

В промышленных конструкциях, которые вы наверняка видели не раз, схема располагается в прозрачной ручке «отвертки». Точка «А» подключена к жалу «ответрки», точка «Б» — к колечку на противоположном конце.

Во время работы нужно взяться пальцами за колечко, а жалом коснуться проводника. Если лампочка не засветилась (это видно сквозь стекло ручки), то опасного напряжения нет. Если светится – прикосновение рукой к такому проводу опасно для жизни.

Для чего нужны указатели напряжения? Для того и нужны – указывать нам, можно ли касаться проводов при работах с проводкой или нет. Этот прибор является обязательным атрибутом любого электрика. Даже если вы выкрутили пробки или отключили рубильник, прежде чем, скажем, чинить розетку или выключатель, нужно ОБЯЗАТЕЛЬНО убедиться в отсутствии напряжения, используя указатель.

Ну и кратко о деталях. В качестве R1 в целях безопасности (во избежание электрического пробоя высоким напряжением) нужно использовать два резистора номиналом по 510 кОм каждый, соеденив их последовательно. На месте HL1 будет работать любая газоразрядная индикаторная лампа, можно даже использовать лампу от стартера, запускающего люминесцентные лампы-трубки.

Все соединения нужно сделать максимально надежно – от надежности устройства будет зависеть жизнь электрика. Конструкцию можно разместить в любом подходящем корпусе. К примеру, прозрачной авторучке или фломастере с вырезанным под лампу окном (ее свечение должно быть хорошо видно).

Возьмите за правило — прежде чем проверить наличие напряжения на проводе, убедитесь в исправноси индикатора, «вставив» его в ближайшую розетку!

Что может быть печальнее, чем внезапно севший аккумулятор в квадрокоптере во время полета или отключившийся металлоискатель на перспективной поляне? Вот если бы можно было бы заранее узнать, насколько сильно заряжен аккумулятор! Тогда мы могли бы подключить зарядку или поставить новый комплект батарей, не дожидаясь грустных последствий.

И вот тут как раз рождается идея сделать какой-нибудь индикатор, который заранее подаст сигнал о том, что батарейка скоро сядет. Над реализацией этой задачи пыхтели радиолюбители всего мира и сегодня существует целый вагон и маленькая тележка различных схемотехнических решений - от схем на одном транзисторе до навороченных устройств на микроконтроллерах.

Внимание! Приведенные в статье схемы только лишь сигнализируют о низком напряжении на аккумуляторе. Для предупреждения глубокого разряда необходимо вручную отключить нагрузку либо использовать .

Вариант №1

Начнем, пожалуй, с простенькой схемки на стабилитроне и транзисторе:

Разберем, как она работает.

Пока напряжение выше определенного порога (2.0 Вольта), стабилитрон находится в пробое, соответственно, транзистор закрыт и весь ток течет через зеленый светодиод. Как только напряжение на аккумуляторе начинает падать и достигает значения порядка 2.0В + 1.2В (падение напряжение на переходе база-эмиттер транзистора VT1), транзистор начинает открываться и ток начинает перераспределяться между обоими светодиодами.

Если взять двухцветный светодиод, то мы получим плавный переход от зеленого к красному, включая всю промежуточную гамму цветов.

Типовое различие прямого напряжения в двухцветных светодиодах составляет 0.25 Вольта (красный зажигается при более низком напряжении). Именно этой разницей определяется область полного перехода между зеленым и красным цветом.

Таким образом, не смотря на свою простоту, схема позволяет заранее узнать, что батарейка начала подходить к концу. Пока напряжение на аккумуляторе составляет 3.25В или более, горит зеленый светодиод. В промежутке между 3.00 и 3.25V к зеленому начинает подмешиваться красный - чем ближе к 3.00 Вольтам, тем больше красного. И, наконец, при 3V горит только чисто красный цвет.

Недостаток схемы в сложности подбора стабилитронов для получения необходимого порога срабатывания, а также в постоянном потреблении тока порядка 1 мА. Ну и, не исключено, что дальтоники не оценят эту задумку с меняющимися цветами.

Кстати, если в эту схему поставить транзистор другого типа, ее можно заставить работать противоположным образом - переход от зеленого к красному будет происходить, наоборот, в случае повышения входного напряжения. Вот модифицированная схема:

Вариант №2

В следующей схеме использована микросхема TL431, представляющая собой прецизионный стабилизатор напряжения.

Порог срабатывания определяется делителем напряжения R2-R3. При указанных в схеме номиналах он составляет 3.2 Вольта. При снижении напряжения на аккумуляторе до этого значения, микросхема перестает шунтировать светодиод и он зажигается. Это будет сигналом к тому, что полный разряд батареи совсем близок (минимально допустимое напряжение на одной банке li-ion равно 3.0 В).

Если для питания устройства применяется батарея из нескольких последовательно включенных банок литий-ионного аккумулятора, то приведенную выше схему необходимо подключить к каждой банке отдельно. Вот таким образом:

Для настройки схемы подключаем вместо батарей регулируемый блок питания и подбором резистора R2 (R4) добиваемся зажигания светодиода в нужный нам момент.

Вариант №3

А вот простая схема индикатора разрядки li-ion аккумулятора на двух транзисторах:
Порог срабатывания задается резисторами R2, R3. Старые советские транзисторы можно заменить на BC237, BC238, BC317 (КТ3102) и BC556, BC557 (КТ3107).

Вариант №4

Схема на двух полевых транзисторах, потребляющая в ждущем режиме буквально микротоки.

При подключении схемы к источнику питания, положительное напряжение на затворе транзистора VT1 формируется с помощью делителя R1-R2. Если напряжение выше напряжение отсечки полевого транзистора, он открывается и притягивает затвор VT2 на землю, тем самым закрывая его.

В определенный момент, по мере разряда аккумулятора, напряжение, снимаемое с делителя становится недостаточным для отпирания VT1 и он закрывается. Следовательно, на затворе второго полевика появляется напряжение, близкое к напряжению питания. Он открывается и зажигает светодиод. Свечение светодиода сигнализирует нам о необходимости подзаряда аккумулятора.

Транзисторы подойдут любые n-канальные с низким напряжением отсечки (чем меньше - тем лучше). Работоспособность 2N7000 в этой схеме не проверялась.

Вариант №5

На трех транзисторах:

Думаю, схема не нуждается в пояснениях. Благодаря большому коэфф. усиления трех транзисторных каскадов, схема срабатывает очень четко - между горящим и не горящим светодиодом достаточно разницы в 1 сотую долю вольта. Потребляемый ток при включенной индикации - 3 мА, при выключенном светодиоде - 0.3 мА.

Не смотря на громоздкий вид схемы, готовая плата имеет достаточно скромные габариты:

С коллектора VT2 можно брать сигнал, разрешающий подключение нагрузки: 1 - разрешено, 0 - запрещено.

Транзисторы BC848 и BC856 можно заменить на ВС546 и ВС556 соответственно.

Вариант №6

Эта схема мне нравится тем, что она не только включает индикацию, но и отрубает нагрузку.

Жаль только, что сама схема от аккумулятора не отключается, продолжая потреблять энергию. А жрет она, благодаря постоянно горящему светодиоду, немало.

Зеленый светодиод в данном случае выступает в роли источника опорного напряжения, потребляя ток порядка 15-20 мА. Чтобы избавиться от такого прожорливого элемента, вместо источника образцового напряжения можно применить ту же TL431, включив ее по такой схеме*:

*катод TL431 подключить ко 2-ому выводу LM393.

Вариант №7

Схема с применением так называемых мониторов напряжения. Их еще называют супервизорами и детекторами напряжения (voltdetector"ами). Это специализированные микросхемы, разработанные специально для контроля за напряжением.

Вот, например, схема, поджигающая светодиод при снижении напряжения на аккумуляторе до 3.1V. Собрана на BD4731.

Согласитесь, проще некуда! BD47xx имеет открытый коллектор на выходе, а также самостоятельно ограничивает выходной ток на уровне 12 мА. Это позволяет подключать к ней светодиод напрямую, без ограничительных резисторов.

Аналогичным образом можно применить любой другой супервизор на любое другое напряжение.

Вот еще несколько вариантов на выбор:

• на 3.08V: TS809CXD , TCM809TENB713 , MCP103T-315E/TT , CAT809TTBI-G ;
• на 2.93V: MCP102T-300E/TT , TPS3809K33DBVRG4 , TPS3825-33DBVT , CAT811STBI-T3 ;
• серия MN1380 (или 1381, 1382 - они отличаются только корпусами). Для наших целей лучше всего подходит вариант с открытым стоком, о чем свидетельствует дополнительная циферка "1" в обозначении микросхемы - MN13801, MN13811, MN13821. Напряжение срабатывания определяется буквенным индексом: MN13811-L как раз на 3,0 Вольта.

Также можно взять советский аналог - КР1171СПхх:

В зависимости от цифрового обозначения, напряжение детекции будет разным:

Сетка напряжений не очень-то подходит для контроля за li-ion аккумуляторами, но совсем сбрасывать эту микросхему со счетов, думаю, не стоит.

Неоспоримые достоинства схем на мониторах напряжения - чрезвычайно низкое энергопотребление в выключенном состоянии (единицы и даже доли микроампер), а также ее крайняя простота. Зачастую вся схема умещается прямо на выводах светодиода:

Чтобы сделать индикацию разряда еще более заметной, выход детектора напряжения можно нагрузить на мигающий светодиод (например, серии L-314). Или самому собрать простейшую "моргалку" на двух биполярных транзисторах.

Пример готовой схемы, оповещающей о севшей батарейке с помощью вспыхивающего светодиода приведен ниже:

Еще одна схема с моргающим светодиодом будет рассмотрена ниже.

Вариант №8

Крутая схема, запускающая моргание светодиода, если напряжение на литиевом аккумуляторе упадет до 3.0 Вольта:

Эта схема заставляет вспыхивать сверхяркий светодиод с коэффициентом заполнения 2.5% (т.е. длительная пауза - коротка вспышка - опять пауза). Это позволяет снизить потребляемый ток до смешных значений - в выключенном состоянии схема потребляет 50 нА (нано!), а в режиме моргания светодиодом - всего 35 мкА. Сможете предложить что-нибудь более экономичное? Вряд ли.

Как можно было заметить, работа большинства схем контроля за разрядом сводится к сравнению некоего образцового напряжения с контролируемым напряжением. В дальнейшем эта разница усиливается и включает/отключает светодиод.

Обычно в качестве усилителя разницы между опорным напряжением и напряжением на литиевом аккумуляторе используют каскад на транзисторе или операционный усилитель, включенный по схеме компаратора.

Но есть и другое решение. В качестве усилителя можно применить логические элементы - инверторы. Да, это нестандартное использование логики, но это работает. Подобная схема приведена в следующем варианте.

Вариант №9

Схема на 74HC04.

Рабочее напряжение стабилитрона должно быть ниже напряжение срабатывания схемы. Например, можно взять стабилитроны на 2.0 - 2.7 Вольта. Точная подстройка порога срабатывания задается резистором R2.

Схема потребляет от батареи около 2 мА, так что ее тоже надо включать после выключателя питания.

Вариант №10

Это даже не индикатор разряда, а, скорее, целый светодиодный вольтметр! Линейная шкала из 10 светодиодов дает наглядное представление о состоянии аккумулятора. Весь функционал реализован всего на одной-единственной микросхеме LM3914 :

Делитель R3-R4-R5 задает нижнее (DIV_LO) и верхнее (DIV_HI) пороговые напряжения. При указанных на схеме значениях свечению верхнего светодиода соответствует напряжение 4.2 Вольта, а при снижении напряжения ниже 3х вольт, погаснет последний (нижний) светодиод.

Подключив 9-ый вывод микросхемы на "землю", можно перевести ее в режим "точка". В этом режиме всегда светится только один светодиод, соответствующий напряжению питания. Если оставить как на схеме, то будет светиться целая шкала из светодиодов, что нерационально с точки зрения экономичности.

В качестве светодиодов нужно брать только светодиоды красного свечения , т.к. они обладают самым малым прямым напряжением при работе. Если, например, взять синие светодиоды, то при севшем до 3х вольт аккумуляторе, они, скорее всего, вообще не загорятся.

Сама микросхема потребляет около 2.5 мА, плюс 5 мА на каждый зажженный светодиод.

Недостатком схемы можно считать невозможность индивидуальной настройки порога зажигания каждого светодиода. Можно задать только начальное и конечное значение, а встроенный в микросхему делитель разобьет этот интервал на равные 9 отрезков. Но, как известно, ближе к концу разряда, напряжение на аккумуляторе начинает очень стремительно падать. Разница между аккумуляторами, разряженными на 10% и 20% может составлять десятые доли вольта, а если сравнить эти же аккумуляторы, только разряженненные на 90% и 100%, то можно увидеть разницу в целый вольт!

Типичный график разряда Li-ion аккумулятора, приведенный ниже, наглядно демонстрирует данное обстоятельство:

Таким образом, использование линейной шкалы для индикации степени разряда аккумулятора представляется не слишком целесообразным. Нужна схема, позволяющая задать точные значения напряжений, при которых будет загораться тот или иной светодиод.

Полный контроль над моментами включения светодиодов дает схема, представленная ниже.

Вариант №11

Данная схема является 4-разрядным индикатором напряжения на аккумуляторе/батарейке. Реализована на четырех ОУ, входящих в состав микросхемы LM339 .

Схема работоспособна вплоть до напряжения 2 Вольта, потребляет меньше миллиампера (не считая светодиода).

Разумеется, для отражения реального значения израсходованной и оставшейся емкости аккумулятора, необходимо при настройке схемы учесть кривую разряда используемого аккумулятора (с учетом тока нагрузки). Это позволит задать точные значения напряжения, соответствующие, например, 5%-25%-50%-100% остаточной емкости.

Вариант №12

Ну и, конечно, широчайший простор открывается при использовании микроконтроллеров со встроенным источником опорного напряжения и имеющих вход АЦП. Тут функционал ограничивается только вашей фантазией и умением программировать.

Как пример приведем простейшую схему на контроллере ATMega328.

Хотя тут, для уменьшения габаритов платы, лучше было бы взять 8-миногую ATTiny13 в корпусе SOP8. Тогда было бы вообще шикарно. Но пусть это будет вашим домашним заданием.

Светодиод взят трехцветный (от светодиодной ленты), но задействованы только красный и зеленый.

Готовую программу (скетч) можно скачать по этой ссылке .

Программа работает следующим образом: каждые 10 секунд опрашивается напряжение питания. Исходя из результатов измерений МК управляет светодиодами с помощью ШИМ, что позволяет получать различные оттенки свечения смешением красного и зеленого цветов.

Свежезаряженный аккумулятор выдает порядка 4.1В — светится зеленый индикатор. Во время зарядки на АКБ присутствует напряжение 4.2В, при этом будет моргать зеленый светодиод. Как только напряжение упадет ниже 3.5В, начнет мигать красный светодиод. Это будет сигналом к тому, что аккумулятор почти сел и его пора заряжать. В остальном диапазоне напряжений индикатор будет менять цвет от зеленого к красному (в зависимости от напряжения).

Вариант №13

Ну и на закуску предлагаю вариант переделки стандартной платы защиты (их еще называют ), превращающий ее в индикатор севшего аккумулятора.

Эти платы (PCB-модули) добываются из старых батарей мобильных телефонов чуть ли не в промышленных масштабах. Просто подбираете на улице выброшенный аккумулятор от мобилы, потрошите его и плата у вас в руках. Все остальное утилизируете как положено.

Внимание!!! Попадаются платы, включающие защиту от переразряда при недопустимо низком напряжении (2.5В и ниже). Поэтому из всех имеющихся у вас плат необходимо отобрать только те экземпляры, которые срабатывают при правильном напряжении (3.0-3.2V).

Чаще всего PCB-плата представляет собой вот такую схемку:

Микросборка 8205 - это два миллиомных полевика, собранных в одном корпусе.

Внеся в схему некоторые изменения (показаны красным цветом), мы получим прекрасный индикатор разряда li-ion аккумулятора, практически не потребляющий ток в выключенном состоянии.

Так как транзистор VT1.2 отвечает за отключение зарядного устройства от банки аккумулятора от при перезаряде, то он в нашей схеме лишний. Поэтому мы полностью исключили этот транзистор из работы, разорвав цепь стока.

Резистор R3 ограничивает ток через светодиод. Его сопротивление необходимо подобрать таким образом, чтобы свечение светодиода было уже заметным, но потребляемый ток еще не был слишком велик.

Кстати, можно сохранить все функции модуля защиты, а индикацию сделать с помощью отдельного транзистор, управляющий светодиодом. То есть индикатор будет загораться одновременно с отключением аккумулятора в момент разряда.

Вместо 2N3906 подойдет любой имеющийся под рукой маломощный p-n-p транзистор. Просто подпаять светодиод напрямую не получится, т.к. выходной ток микросхемы, управляющий ключами, слишком мал и требует усиления.

Пожалуйста, учитывайте тот факт, что схемы индикаторов разряда сами потребляют энергию аккумулятора! Во избежание недопустимого разряда, подключайте схемы индикаторов после выключателя питания или используйте схемы защиты, .

Как, наверное, не сложно догадаться, схемы могут быть использованы и наоборот - в качестве индикатора заряда.

Конструкция светодиодных индикаторов несколько сложнее. Конечно, при использовании специальной микросхемы управления ее можно упростить до предела, но тут притаилась маленькая неприятность. Большинство таких микросхем развивает на выходе ток не более 10 мА и яркость светодиодов в условиях автомобиля может оказаться недостаточной. Кроме того, наиболее распространены микросхемы с выходами на 5 светодиодов, а это только "программа-минимум". Поэтому для наших условий схема на дискретных элементах предпочтительней, ее можно расширять без особых усилий.

Простейший индикатор на светодиодах (рис.4) не содержит активных элементов и в питании поэтому не нуждается. Подключение - к магнитоле по схеме "mixed mono" или с разделительным конденсатором, к усилителю - "mixed mono" или напрямую.

Рис. 4

Схема предельно проста и не требует налаживания. Единственная процедура - подбор резистора R7. На схеме указан номинал для работы со встроенными усилителями головного устройства. При работе с усилителем мощностью 40...50 Вт сопротивление этого резистора должно быть 270...470 Ом. Диоды VD1...VD7 - любые кремниевые с прямым падением напряжения 0,7...1 В и допустимым током не менее 300 мА.

Светодиоды любые, но одного типа и цвета свечения с рабочим током 10...15 мА. Поскольку светодиоды "питаются" от выходного каскада усилителя, их количество и рабочий ток увеличить в этой схеме нельзя. Поэтому придется выбрать "яркие" светодиоды или найти для индикатора такое место, где он будет защищен от прямого освещения. Еще один недостаток простейшей конструкции - малый динамический диапазон.

Для улучшения работы необходим индикатор со схемой управления. Помимо большей свободы в выборе светодиодов можно простыми средствами сформировать шкалу любого типа - от линейной до логарифмической, или "растянуть" только один участок. Схема индикатора с логарифмической шкалой приведена на рис. 5. Пунктиром показаны необязательные элементы.

Рис. 5

Светодиоды в этой схеме управляются ключами на транзисторах VT1...VT5. Пороги срабатывания ключей задают диоды VD3...VD9. Подбирая их количество, можно изменять динамический диапазон и тип шкалы. Общую чувствительность индикатора определяют резисторы на входе. На рисунке приведены примерные пороги срабатывания для двух вариантов схемы - с одиночными и "сдвоенными" диодами. В основном варианте диапазон измерения - до 30 Вт на нагрузке 4 Ом, с одиночными диодами - до 18 Вт.

Светодиод HL1 светится постоянно, он обозначает начало шкалы, HL6 - индикатор перегрузки. Конденсатор C4 задерживает на 0,3...0,5 сек погасание светодиода, что позволяет заметить даже кратковременную перегрузку. Накопительный конденсатор C3 определяет время обратного хода. Оно, кстати, зависит от количества светящихся светодиодов - "столбик" от максимума начинает спадать быстро, а потом "притормаживает". Конденсаторы C1,C2 на входе устройства нужны только при работе со встроенным усилителем магнитолы. При работе с "нормальным" усилителем их исключают. Количество сигналов на входе можно увеличить, добавив цепочки из резистора и диода. Количество ячеек индикации можно увеличить простым "клонированием", главное ограничение - "пороговых" диодов должно быть не больше 10 и между базами соседних транзисторов должен быть хотя бы один диод.

Светодиоды можно использовать любые в зависимости от требований - от одиночных светодиодов до светодиодных сборок и панелей повышенной яркости. Поэтому на схеме приведены номиналы токоограничивающих резисторов для разных рабочих токов. К остальным деталям никаких специальных требований не предъявляется, транзисторы можно использовать практически любые структуры n-p-n с мощностью рассеяния на коллекторе не менее 150 мВт и двукратным запасом по току коллектора. Коэффициент передачи тока базы этих транзисторов должен быть не менее 50, а лучше - больше 100.

Эту схему можно несколько упростить, при этом в качестве побочного эффекта появляются новые свойства, весьма полезные для наших целей (рис.6).

Рис. 6

В отличие от предыдущей схемы, где транзисторные ячейки были включены параллельно, здесь использовано последовательное включение "столбиком". Пороговыми элементами являются сами транзисторы и открываются они по очереди - "снизу вверх". Но в данном случае порог срабатывания зависит от напряжения питания. На рисунке показаны примерные пороги срабатывания индикатора при напряжении питания 11 В (левая граница прямоугольников) и 15 В (правая граница). Видно, что с ростом напряжения питания больше всего смещается граница индикации максимальной мощности. В случае использования усилителя, мощность которого зависит от напряжения аккумулятора (а таких немало), подобная "автокалибровка" может принести пользу.

Однако плата за это - возросшая нагрузка на транзисторы. Через нижний по схеме транзистор протекает ток всех светодиодов, поэтому при использовании индикаторов с током более 10 мА транзисторы тоже потребуются соответствующей мощности. "Клонирование" ячеек еще более увеличивает неравномерность шкалы. Поэтому 6-7 ячеек - это предел. Назначение остальных элементов и требования к ним - те же, что и в предыдущей схеме.

Слегка модернизировав эту схему, получим другие свойства (рис.7). В этой схеме в отличие от ранее рассмотренных, нет светящейся "линейки". В каждый момент времени светится только один светодиод, имитируя движение стрелки по шкале. Поэтому потребление энергии минимально и в этой схеме можно применить маломощные транзисторы. В остальном схема не отличается от рассмотренных ранее.

Пороговые диоды VD1...VD6 предназначены для надежного отключения неработающих светодиодов, поэтому если будет наблюдаться слабая засветка лишних сегментов, необходимо использовать диоды с большим прямым напряжением или включить последовательно по два диода. "Клонирование" ячеек уменьшает яркость свечения верхних по схеме сегментов, для устранения этого вместо резистора R9 нужно вводить генератор тока. А мы договорились - не усложнять. Поэтому в данном случае 8 ячеек - это максимум.

Рис. 7

Список радиоэлементов

В любой технике в качестве отображения режимов работы используют светодиоды. Причины очевидны – низкая стоимость, сверхмалое энергопотребление, высокая надёжность. Поскольку схемы индикаторов очень просты, нет необходимости в покупке фабричных изделий.

Из обилия схем, для изготовления указателя напряжения на светодиодах своими руками, можно подобрать наиболее оптимальный вариант. Индикатор можно собрать за пару минут из самых распространённых радиоэлементов.

Все подобные схемы по назначению делят на индикаторы напряжения и индикаторы тока.

Работа с сетью 220В

Рассмотрим простейший вариант – проверка фазы.

Эта схема представляет собой световой индикатор тока, которым оснащают некоторые отвёртки. Такое устройство даже не требует внешнего питания, поскольку разность потенциала между фазовым проводом и воздухом или рукой достаточна для свечения диода.

Для отображения сетевого напряжения, например, проверки наличия тока в разъёме розетки, схема ещё проще.

Простейший индикатор тока на светодиодах 220В собирается на ёмкостном сопротивлении для ограничения тока светодиода и диода для защиты от обратной полуволны.

Проверка постоянного напряжения

Нередко возникает необходимость прозвонить низковольтную цепь бытовых приборов, либо проверить целостность соединения, например, провод от наушников.

В качестве ограничителя тока можно использовать маломощную лампу накаливания либо резистор на 50-100 Ом. В зависимости от полярности подключения загорается соответствующий диод. Этот вариант подходит для цепей до 12В. Для более высокого напряжения потребуется увеличить сопротивления ограничивающего резистора.

Индикатор для микросхем (логический пробник)

Если возникает необходимость проверить работоспособность микросхемы, поможет в этом простейший пробник с тремя устойчивыми состояниями. При отсутствии сигнала (обрыв цепи) диоды не горят. При наличии логического ноля на контакте возникает напряжение около 0,5 В, которое открывает транзистор Т1, при логической единице (около 2,4В) открывается транзистор Т2.

Такая селективность достигается, благодаря различным параметрам используемых транзисторов. У КТ315Б напряжение открытия 0,4-0,5В, у КТ203Б – 1В. При необходимости можно заменить транзисторы другими с аналогичными параметрами.