電源のないシンプルな隠し配線ファインダー。スキーム、説明

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電源不要のシンプルな隠蔽配線発見器。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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日常生活では、建物の壁や天井の電気配線の位置を決定する必要がある場合があります。雑誌「Radio」は、スタンドアロン [1-6] およびマルチメータへの付属品 [7、8] の両方で、そのようなデバイスについて説明する多くの記事を掲載しました。ただし、それらはすべて電源を必要とするか、マルチメーターによって電力を供給されますが、マルチメーターにも独自の電源があります。

電源を必要としないファインダーは作れますか？このようなデバイスには少なくともインジケーターが必要であることは明らかです。また、このインジケーターはマイクロパワーであり、できれば光学式であるべきであることは直感的に明らかです。さまざまな種類の中から、ガス放電ランプ (ネオン)、LED、LCD をお選びいただけます。ネオンランプの電流は1,5分の2ミリアンペアですが、点火電圧は非常に高く、数十ボルトです。 LEDの中には、ミリアンペアのXNUMX分のXNUMXの電流とXNUMX...XNUMXVの電圧を備えたデバイスがあります。しかし、著者によると、最も経済的なのはLCDです。これらは、XNUMX ボルトの電圧で数単位から数十 (場合によっては数百) マイクロアンペアの電流を消費します。さらに、LEDとは異なり、定電圧を必要としないため、整流器が必要ありません。

したがって、インジケーターが選択されます。次は何ですか？ファインダーが配線とガルバニック接続をしてはいけない場合、交流電場の存在を示すにはどうすればよいでしょうか?

電気配線は通常、一般的な絶縁において直径1...2 mmの230本または230本の絶縁ワイヤを備えたケーブルで行われることを思い出してください。ワイヤの XNUMX つは中性または中性、XNUMX 番目はゼロを基準とした XNUMX V の実効 (rms、有効) 電圧の位相、XNUMX 番目は接地です (XNUMX 線ケーブルには存在しません)。場合によっては、非常にまれに、ネットワーク内の電圧が XNUMX 相線によって形成される場合があります。いずれにせよ、ワイヤから一定の距離があり、ワイヤの直径とワイヤ間の距離を超えると、XNUMX 本のワイヤによって、ワイヤ間の電圧が XNUMX V である交流電場が生成されると想定できます。

電源なしのシンプルな隠しワイヤーファインダー
米。 1.装置の図

LCD が電気回路の要素としてコンデンサ [9] に似ていることを考慮して、図の回路を考えてみましょう。 1. その上で、LCD は LCD の容量です (共通出力に対する 1 つの要素)。 2および3 - ネットワークワイヤー。 4 および 1 - LCD 出力が接続されるポイント。 C4 ～ C1 は、ネットワークワイヤと LCD 端子の接続ポイントによって形成されるコンデンサです。第一近似として、ネットワークワイヤ間の距離を超える大きな距離では、コンデンサ C4 ～ CXNUMX の静電容量は同じであると見なすことができるという事実を考慮すると、次のようになります。

C=C_液晶 (U_液晶/（U_c-U_液晶））、

ここで、C はコンデンサ C1 -C4 の静電容量です。う_液晶 - LCD の電圧。 U_c - 電源電圧。

表示器には056桁80素子LCD FP-3Pを選択しました。測定の結果、共通端子に対する要素 g の静電容量は 1 pF よりわずかに小さく、要素の「点火」電圧は 4 V を超えないことがわかりました。これらの値を式に代入すると、次のことがわかります。コンデンサ C1 ～ C1 の静電容量は少なくとも 150 pF である必要があります。このような容量は、たとえば、直径 200 mm の 20 つのコアを備え、総絶縁体長が約 XNUMX ～ XNUMX mm、ネットワークワイヤから XNUMX mm の距離にあるケーブルによって提供できます。ただし、このようなケーブルは並列に接続されているため、そのようなケーブルには独自の線形静電容量があり、LCD 静電容量に追加する必要があることを考慮する必要があります。

たとえば、直径 1 mm、コア間の距離 2 mm の 70 つのコアを備え、PVC 絶縁で測定されたケーブルの線形静電容量は、約 150 pF/m です。これは、長さ 10 mm のワイヤの静電容量が約 15 ～ 350 pF であることを意味します。実験の結果、実際の状況では、隠れた配線を探すには、ファインダーワイヤーの長さは少なくとも 400 ～ XNUMX mm 必要であることがわかりました。このようなファインダーを使用して作業するのは非常に不便であり、さらに、電気配線にはそのような長さの直線部分が必要ですが、実際には常にこれが達成できるわけではありません。もちろん、ワイヤ同士の間隔を大きくして、ワイヤ自体の静電容量を減らすことも可能ですが、実験が示すように、感度を低下させることなくワイヤの長さを大幅に短縮することはできません。

ワイヤーを他のものに交換することはできますか？電気工学の理論的基礎の過程から、無限の導電面上のワイヤの静電容量は、同じ距離だけ離れた XNUMX 本のワイヤの静電容量の XNUMX 倍であることが知られています。有限幅のプレートの上にあるワイヤの静電容量は、これらの極端な場合の間の中間値を持つと想定できます。したがって、ワイヤをプレートに置き換えることができ、必要な容量が得られます。

同じ平面内にある同じ幅の 10 つのプレート間の静電容量を計算する問題は、[9.4] で解決されました。プレート間の距離とプレートの幅の比に対する線形容量の依存性を示すグラフもあります (227 ページの図 8,86)。線形容量を 20 メートルあたりのピコファラッド単位で取得するには、このグラフの容量値に 15 を掛ける必要があることに注意してください。予備計算によると、ワイヤから約 20 mm の距離にある交流電場の存在を示すには、幅 2 ～ 3 mm のプレートで十分であることが示されています (プレートの幅が広い場合、感度は向上します)。ただし、固有の静電容量と寸法が増加し、ネットワークの「位置」を決定する精度が低下します。ケーブル）間に 200 ～ 250 mm の隙間があり、長さは XNUMX ～ XNUMX mm です。プレートの長さを長くすると、デバイスの感度も向上します。

電源なしのシンプルな隠しワイヤーファインダー
米。 2.ファインダーのPCB図面

これを踏まえ、ファインダーをプリント基板上に組み立てることにしました。その図を図に示します。 2、片面は厚さ1,5mmのグラスファイバー箔でできています。ボードの中央で、広い側面と平行に、ホイルを幅 2 mm に取り除きます。結果として得られる 3 つの領域は、図の点 4 と点 1 です。 205. 測定の結果、長さ 16,5 mm、幅 6 mm の 30 つのパッド間の静電容量はそれぞれ約 15 pF、線形静電容量は約 20 pF/m であることがわかりました。これは、共通絶縁内の XNUMX 本のワイヤの線形静電容量の半分以上です。スピーチについては上で説明しました。共通の LCD ピンはボード上の XNUMX つのパッドにはんだ付けされ、要素 g のピンはもう XNUMX つのパッドにはんだ付けされます。これは、g 要素が電気ネットワークのワイヤの方向を示すように行われます。このようなファインダーは、XNUMX...XNUMX mmの距離にある電気配線の存在を自信を持って「認識」しますが、これは練習には十分です。

7 つの「点灯」要素では不十分な場合は、端にある 2 つの要素、つまり要素 a と d (FP-056P LCD のピン XNUMX と XNUMX) を接続し、共通ピンを未接続のままにすることができます。この場合、「イグニッション」電圧は XNUMX 倍になりますが、LCD の素子が直列に接続されるため、LCD の総容量は半分に減少します。このような XNUMX つの要素を含めた実験では、確かにファインダーの感度は目立った変化はありませんでしたが、関連性のない要素が混沌と予測不能に含まれることに関連して「不快な」効果が現れることが示されました。交流電場の存在を示します。

ファインダーの使い方は非常に簡単です。ボードを壁に取り付けて、反対方向に小さな角度で回転させながら移動する必要があります。要素の最大の「輝き」に基づいて、電気配線の位置が決定されます (図 3)。

電源なしのシンプルな隠しワイヤーファインダー
米。 3.ファインダーの使用

基板パッドの XNUMX つを指で触れると、感度を上げることができます (ファインダーが電気配線を「感じる」距離を長くします)。この場合、LCD 端子の XNUMX つは人体容量を介してグランドに接続されます。

ほとんどの場合、電気配線の中性線もアースに接続されているため、理論的には、ファインダーの通常動作におけるコンデンサ C1 と C3 (タッチする LCD ピンによっては C2 と C4) の静電容量は小さくなる可能性があります。確かに、これは人の能力が C1 と C3 (または C2 と C4) の能力より大きい場合にのみ可能ですが、常にそうであるとは限りません。まず第一に、それは環境、主に暖房用パイプや配管、または鉄筋コンクリート構造物などの接地された構造物に対する人の位置、および電気配線自体の位置によって異なります。いずれにせよ、試してみる価値はあります！

文学

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著者：I。Podushkin

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