Отображение сетевого напряжения цифровыми светодиодами. Как сделать индикатор напряжения на светодиодах. Простая схема индикатора

Очень нужный в хозяйстве инструмент, который в обязательном порядке должен присутствовать в каждой квартире или доме. Наверняка, в жизни каждого человека, случалась такая ситуация когда вдруг внезапно по непонятным причинам гас свет. Первая реакция любого человека растерянность, а в некоторых случаях даже паника. Что случилось, где свет, куда пропало электричество, как теперь быть и что делать? По прошествии некоторого времени посещают мысли примерно такого содержания, интересно это только у меня свет пропал или везде?

При правильно подходе к делу ответы на все эти вопросы с легкостью может дать указатель напряжения . С его помощью можно без проблем определить наличие или или на выключателе. А так же, установить присутствие или отсутствие напряжение на вводном автомате и счетчике электроэнергии.

В данной статье мы ознакомимся с наиболее распространенными в быту видами указателей напряжения, разберем наглядные методы работы с каждым из них, плюсы и минусы, а так же по каждому из вариантов подведем итог на предмет удобства использования в быту.

Сейчас на рынке электрооборудования представлено огромное множество различного типа указателей напряжения, какой выбрать и как не прогадать с покупкой? Давайте разбираться.

В данной статье мы рассмотрим основные виды указателей напряжения,

Индикаторная отвертка - указатель напряжения со световым оповещением, контактного типа

Данный индикатор напряжения имеет одну функцию, определение наличия или отсутствия напряжения, на проводе или контакте электрооборудования.

Указатель данного типа имеет две рабочие части. Первая имеет форму плоской отвертки, контактирует непосредственно с находящимся под напряжением элементом электропроводки.

Вторая часть расположена на рукоятке индикаторной отвертки, необходима для создания сопротивления.

Проверим данный индикатор в работе

Рассмотрим применение данной отвертки на конкретном примере. У нас имеется , к одному контакту которого подключен фазный провод, к другому нулевой. Индикатор напряжения укажет на каком проводе находится фаза.

Для определения зажимаем большим пальцем контакт расположенный на рукоятке указателя напряжения и поочередно подносим рабочую часть индикатора сначала к одному, потом к другому контакту автоматического выключателя. Большой палец при этом должен быть голый, без перчаток.

Если на контакте присутствует напряжение индикатор указателя его покажет, загорится слабый красный или оранжевый огонек внутри отвертки. А на нулевом контакте (в нашем примере к нему подходит синий провод) индикатор не покажет ничего.

Подведем итоги тестирования

Плюсы:

• не имеет элементов питания, работает непосредственно от фазы;
• за счет простой конструкции исполнения обладает высокой точностью и надежностью;
• имеется возможность, при острой необходимости, использовать указатель напряжения в качестве плоской отвертки;
• прост в эксплуатации;
• срок службы не ограничен;
• сохраняет работоспособность при любых температурных условиях окружающей среды.

Минусы:

• очень слабая лампочка индикации наличия напряжения, на солнце очень тяжело рассмотреть;
• для работы с индикатором приходится снимать защитные перчатки.

Делаем вывод: Очень простой и надежный указатель напряжения, для работ внутри помещений будет идеальным вариантом.

Индикаторная отвертка - указатель напряжения, с функцией контактного и бесконтактного использования, со световым оповещением

Данный вид индикатора напряжения имеет в своем арсенале две функции. Определение наличия, отсутствия напряжения (фазы) контактным и без контактным методом, а также функцию проверки целостности цепи (провода, кабеля, предохранителя).

Указатель имеет две рабочие части. Первая имеет вид плоской отвертки. Предназначена для непосредственного контакта с элементами находящимися под напряжением.

Вторая, предназначена для без контактного определения наличия напряжения, а так же для определения целостности цепи в совокупности с первой частью.

Внутри изолированной прозрачной рукоятки указателя напряжения находиться светодиодная лампочка, которая при взаимодействии с фазой сигнализирует о ее наличии. Так же, в ней располагаются элементы питания, батарейки типа LR44, 157, А76 или V13GA.

Проверим данную индикаторную отвертку в работе

Поочередно подносим первую рабочую часть указателя напряжения к контактам двухполюсного автоматического выключателя. Сначала к одному, затем к другому. На нулевом контакте индикатор ничего не показал.

На фазном, лампочка указателя напряжения загорелась, сигнализируя о присутствии на данном контакте напряжения (фазы).

Так же, с помощью данного индикатора напряжения можно определить наличие фазы бесконтактным методом, для этого воспользуемся второй рабочей частью.

Стоит отметить, что для корректной работы данного указателя напряжения его необходимо правильно держать. Делать это нужно, как показано на рисунке ниже, за середину корпуса отвертки, не касаясь рукой первой рабочей части, иначе указатель может сработать в режиме "прозвонки", тем самым дав ложный сигнал о наличии фазы.

Подносим индикаторную отвертку второй рабочей частью к изоляции провода, касаться необязательно, индикатор начнет сигнализировать о наличии фазы уже на некотором расстоянии от провода.

Функция проверки целостности цепи (прозвонки), работает просто.

Внимание! Все манипуляции по проверке целостности (прозвонке) провода, кабеля или различного рода предохранителей проводятся только с отключенным напряжением.

Последовательность действий в режиме "прозвонка"

Допустим, нам требуется прозвонить целостность одной жилы провода. Для этого проводим следующий ряд действий.

• снимаем перчатки;
• зажимаем вторую (заднюю) часть индикатора напряжения голым пальцем, допустим правой руки;
• первой рабочей частью (выполненной под плоскую отвертку) указателя напряжения, касаемся одного конца жилы проверяемого провода;
• второго конца проверяемого провода необходимо коснуться пальцами левой руки.

Теперь, смотрим:

• Если индикаторная лампа указателя напряжения засветилась - проверяемая жила провода целая.
• Если индикаторная лампочка не засветилась - жила повреждена и находиться в чистом обрыве.

Аналогичным способом проверяются и предохранители.

Плюсы и минусы данной индикаторной отвертки

Плюсы:

• яркий световой сигнализатор;
• возможность контактного и без контактного применения для определения наличия или отсутствия фазы;
• имеется функция проверки целостности цепи (прозвонки);
• при необходимости возможно использовать указатель в качестве плоской отвертки.

Минусы:

• необходимость периодической замены элементов питания;
• ограничение по температуре окружающей среды от -10 до +50 градусов Цельсия.

Делаем вывод: Надежный и понятный указатель напряжения, имеет функции проверки целостности цепи и без контактного определения наличия напряжения.

Подходит как для домашнего бытового, так и профессионального использования.

Цифровая индикаторная отвертка, с функциями контактного и бесконтактного определения напряжения

Данный указатель напряжения не имеет никаких источников электропитания.

На его корпусе имеется окошечко с жидкокристаллическим дисплеем, на котором высвечиваются цифровые значения напряжения 12, 36, 55, 110, 220 Вольт.

Так же имеются две полюсные кнопки. Первая, предназначена для бесконтактного измерения напряжения.

Вторая, для контактного измерения.

Индикатор имеет одну рабочую часть, выполненную в виде плоской отвертки.

Проверим указатель напряжения в работе

В первую очередь, протестируем контактный способ измерения. Подносим индикатор к первому, нулевому контакту автоматического выключателя. На дисплее индикатора появляется значение равное 55 В.

Небольшое напряжение действительно может присутствовать на нулевом проводе, но как правило, оно наблюдается только при нагрузках (работающем электрическом оборудовании). Наш автомат в момент измерений был отключен, то есть фактическая нагрузка отсутствовала.

Теперь, подносим индикатор к фазному контакту.

На нем индикатор четко показал 110 Вольт. Реальное значение напряжение равное 220 В на дисплее указателя высветилось едва различимым.

Попытки заставить указатель напряжения работать в бесконтактном режиме успехом не увенчались, но была выявлена не заявленная в руководстве по эксплуатации цифрового индикатора функция, если не нажимая на кнопки коснуться фазы, индикатор показывает на дисплее еле видную молнию, указывающую на наличие напряжения.

Подведем итоги испытания данного указателя напряжения:

Плюсы:

• не имеет источника питания;
• показывает примерные цифровые значения напряжения.

Минусы:

• не работает заявленная производителем бесконтактная функция определения напряжения;
• ограничения по температуре окружающей среды от -10 до +50 градусов Цельсия;
• имеет ограничения по измеряемому напряжению 250 В;
• согласно инструкции, запрещено прикасаться к двум кнопкам сразу (наверное может ударить током ).

Делаем вывод: Данный индикатор является очень ненадежным в эксплуатации.

Указатель напряжения с функциями бесконтактной, звуковой и контактной световой индикацией

Данный индикатор в отличии от своих конкурентов, представленных выше, помимо светового оповещения, имеет еще и звуковое. Эта функция делает данный прибор очень безопасным при определении наличия или отсутствия напряжения.

На данном указателе, бесконтактный режим определения наличия напряжения, имеет звуковое оповещение, при этом, он сопровождается световой индикацией зеленого цвета.

Контактный режим, имеет только световое оповещение, сопровождается индикацией красного цвета.

Для этого на приборе предусмотрены две светодиодные лампочки.

Для звука имеется динамик.

На торце указателя расположен переключатель режимов работы:

1. "O" - функция контактного светового оповещения, сопровождается свечением красной лампочки, определяет наличие напряжения только при непосредственном контакте с фазой;
2. "L" - функция бесконтактного звукового оповещения средней чувствительности, сопровождается свечением зеленой лампочки, определяет напряжение с небольшого расстояния, даже через двойную изоляцию провода;
3. "H" - функция звукового оповещения максимальной чувствительности, сопровождается свечением зеленой лампочки, определяет наличие напряжения с большого расстояния через изоляцию провода.

Рабочая часть скрытая под защитным колпачком, выполнена в виде плоской отвертки.

На торце указателя напряжения предусмотрен специальный контакт, который в совокупности с основной рабочей частью прибора используется для определения целостности цепи. Режим так называемой "прозвонки".

Последовательность работы в режиме "прозвонки":

• снимаем перчатки;
• зажимаем пальцем правой руки торцевой контакт индикатора напряжения;
• далее, основной рабочей частью (выполненной под плоскую отвертку), касаемся одного конца жилы проверяемого провода;
• до второго конца провода необходимо дотронуться пальцами левой руки.

Если цепь целая, то:

• в режиме "О" - загорится красная лампочка;
• в режиме "L" и "H" - будет гореть зеленая лампочка в сопровождении с звуковым сигналом;

Если цепь повреждена:

• ни в одном из режимов индикатор реагировать не будет.

Проверим указатель в работе

Включаем режим контактной индикации - "О".

Теперь, поочередно подносим указатель напряжения сначала к нулевому контакту автоматического выключателя, где он как и положено ничего не показывает.

Затем, к фазному контакту. Световая индикация указателя напряжения загорелась.

Переходим к бесконтактному режиму средней звуковой и световой индикации "L".

Данный режим может работать как с голой рабочей частью указателя, так и с защищенной колпачком. Итак, включаем режим и подносим указатель к автоматическому выключателю. Контактов касаться не нужно! Держим прибор на расстоянии 1-2 см от токоведущих частей. Возле нулевого контакта индикаторы указателя молчат, а возле фазного начинают издавать звуковое и световое оповещение, загорается зеленая лампочка.

Тестируем прибор в последнем положении переключателя -"H", режим повышенной чувствительности бесконтактной звуковой и световой индикации.

Пользоваться данным режимом можно как с надетым, так и со снятым колпачком. Включаем прибор и подносим его к автоматическому выключателю.

Указатель включает звуковое и световое оповещение при обнаружении на одной из жил провода или кабеля фазы уже за 20 сантиметров до контактов автоматического выключателя.

Подведем итоги по тестированию данного указателя напряжения

Плюсы:

• большой набор функций, три режима индикации, одна световая и две звуковые;
• возможность определять напряжение на расстоянии;
• бесконтактная световая индикация дублируется звуковой;
• имеется функция проверки целостности цепи.

Минусы:

• прибор работает от батареек типа LR44, 157, А76 или V13GA, довольно быстро садятся. Перед проведением работ требуется предварительная проверка работоспособности прибора;
• рабочая температура окружающей среды от-10 до +50 градусов Цельсия.

Вывод: Отличный, понятный и адекватный прибор, с широким набором функций. Подойдет как для профессионала, так и для новичка.

Двухполюсный указатель напряжения, двухконтактного типа, с функцией определения значений напряжения

Данный указатель напряжения относится к разряду профессиональных. В отличии от обычных однополюсных указателей он не может определить на каком из контактов находиться фаза, но может оповестить о наличии напряжения в целом.

Данное устройство состоит из двух щупов, на конце каждого из которых располагается рабочая часть изготовленная в виде острых штырьков, щупы соединенных между собой мягким медным проводом.

На одном из них имеется индикаторная шкала с нанесенными на нее ступенчатыми значениями напряжения 6, 12, 24, 50, 110, 120 и 380 Вольт.

Производя замеры, используя двухполюсный указатель, прибор покажет, в каком диапазоне находится измеряемое напряжение. Может использоваться в сети 380 Вольт.

Единственный из индикаторов способный точно определить конкретное напряжение сети 220 или 380 Вольт, а так же выявить в сети 220 Вольт.

Прибор имеет две рабочие части.

Первая, выполнена в виде острого щупа расположенного на основном на корпусе прибора.

Вторая, расположена на дополнительном корпусе, ее рабочая часть так же имеет вид острого щупа.

Проверим двухполюсный указатель напряжения в работе

Для работы прибора нужны два контакта, фаза и ноль или фаза и земля. Одним рабочим элементом дотрагиваемся до фазного контакта, другим до нулевого или контакта заземления. В нашем примере, на двухполюсном автоматическом выключателе присутствую фаза и ноль. Касаемся рабочими частями прибора контактов автоматического выключателя. Щуп основной части вставляем в один контакт, щуп дополнительной другой.

При наличии на автомате напряжения индикаторные лампочки указателя начинают светиться. На шкале основной части указателя высвечивается значение равное напряжению сети. В нашем примере, индикация показывает напряжение равное 220 Вольтам, что соответствует реальной действительности.

Подведем итоги тестирования двухполюсного указателя напряжения

Плюсы:

• имеет ступенчатую шкалу определения напряжения;
• имеет возможность работы в сети 220 и 380 Вольт;
• способен определить перенапряжение в сети 220 Вольт;
• не имеет элементов электрического питания;

Минусы:

• слабое место гибкая проводная связь между основной и дополнительной частями прибора;
• относительно выше представленных указателей напряжения довольно громоздкий;
• не может определить где фаза, а где ноль;
• температура окружающей среды для стабильной работы прибора ограничена от -10 до +50 градусов Цельсия.

Вывод: Данный индикатор хорош в профессиональных электрических работах. Для бытовых нужд, в дополнение к нему лучше приобрести индикаторную отвертку.

При выборе светового индикатора сетевого напряжения разработчик электронной аппаратуры может воспользоваться одним из трех основных вариантов, т.е. может применить неоновую лампу, лампу накаливания или светодиод. Преимущества неоновой лампы - возможность непосредственного подключения к электросети переменного тока и малое потребление мощности. Для установки лампы накаливания необходим понижающий трансформатор, т.е. обеспечивается только косвенный признак наличия сетевого напряжения, и, как правило мощность рассеивания больше, чем у неоновой лампы.

Использование светодиода - идеальная альтернатива обоим вышеупомянутым подходам, так как он имеет значительно больший срок службы чем неоновая пампа или лампа накаливания. Мощность рассеивания светодиода не больше 20...30мВт.

Так как светодиод - маломощный элемент, его необходимо защитить от больших токов. Один из вариантов защиты заключается в использовании последовательного резистора при напряжении сети, например, 240В, при этом его мощность рассеивания будет около 3,5Вт. Другой вариант показан на рисунке. Ток через светодиод ограничивается не сопротивлением гасящего резистора, а реактивным сопротивлением конденсатора. Преимущество этого метода состоит в том, что на конденсаторе не рассеивается мощность, так как ток, проходящий через него, на 90° не совпадает по фазе с приложенным к нему напряжением.

Формула для вычисления мощности рассеивания для напряжения переменного тока:

Pc=i*Uc*Cosф

Сдвиг фазы на 90°, который имеет место на конденсаторе, приводит к нулевому рассеиванию мощности
(т.к. cos90° = 0) Pc = 0.

Емкость конденсатора С может быть вычислена для любого данного напряжения, частоты и тока при помощи следующего уравнения:

C = i/(6.28*U*f) ,

где С - емкость в фарадах, U - среднеквадратическое значение напряжения, f - частота сети в Гц, i - ток через светодиод в амперах.

При напряжении сети 240В и частоте 50Гц для тока 20мА самый близкий подходящий номинал конденсатора - 330нФ. Рабочее напряжение конденсатора должно быть по крайней мере в два раза больше напряжения сети.

Перед работой, цепи с опасным для жизни напряжением необходимо обесточить, но всегда есть вероятность отключить не тот пакетный выключатель со всеми вытекающими последствиями. Индикатор фазы служит для проверки того, действительно ли в цепи отсутствует высокое напряжение. обычно построен на основе неоновой лампочки, и знаком любому, кто как-то работает с сетевым напряжением.

Можно построить подобный индикатор на светодиоде. Данный индикатор сетевого напряжения собран по схеме, описанной в статье «Светодиодный индикатор сетевого напряжения», автор С. Лысый, журнал «РадиоМир » №4 2015.

Роль индикатора играет светодиод VD1 АЛ307, подключенный к выводам диода VD2 КД105. В конструкции применены резистор R1 1,3 кОм, типа МЛТ-0,5, конденсатор C1 0,1 мкФ, 630 В, типа К73-17.

В роли корпуса индикатора выступает пластиковая упаковка от сменных лезвий к ножу для резки картона. Один из выводов выполнен коротким отрезком одножильного медного провода, второй вывод выполнен в виде отрезка тонкого многожильного провода с зажимом типа «крокодил» на конце. Для работы устройства надо подключить оба вывода индикатора к исследуемым контактам. Светодиод загорается когда «фаза» оказывается, подключена со стороны конденсатора С1. Спасибо за внимание. Автор статьи Denev.

Светодиоды широко применяются во многих электронно-технических устройствах, благодаря незначительному энергопотреблению. Они отличаются компактными размерами, высокой надежностью и качественным светом. Эти свойства дали возможность сделать намного удобнее отображение всех функций оборудования, приборов и устройств. Среди них следует отметить индикатор напряжения на светодиодах, используемый при работе с электрическим током. Устройство индикатора совсем несложное, поэтому его легко изготовить собственными силами.

Общее устройство и принцип работы

Светодиоды являются одной из основных деталей индикаторов напряжения в сети. В ходе тестирования они наглядно демонстрируют наличие или отсутствие электрического тока на проверяемом участке.

Схемы простейших индикаторов состоят из минимального количества деталей и легко собираются даже начинающими радиолюбителями. На представленном рисунке отображается конструкция прибора, предназначенного для определения фазного проводника или контакта.

Данная схема широко используется в индикаторных отвертках. Им не требуется собственного источника питания, так как величины потенциала, образующегося между фазой и голой рукой, вполне хватает, чтобы началось свечение диода. Светодиодный индикатор напряжения, предназначенный для работы в сети 220 В, дополняется емкостным сопротивлением, ограничивающим ток, поступающий к лампочке. От обратной полуволны защита обеспечивается диодом.

При проверке низковольтных цепей до 12 вольт ограничителем тока нередко выступает лампа накаливания малой мощности или резистор, с сопротивлением от 50 до 100 Ом. При работе с более высоким напряжением мощность резистора должна быть увеличена.

Радиолюбители для проверки микросхем часто используют простейшее устройство, в котором имеются три стабильные позиции. Если цепь оборвана и сигнал отсутствует, диоды не будут светиться. В других случаях при разных токах загораются определенные светодиодные лампочки. Подобное разделение осуществляется с помощью транзисторов с различным напряжением открытия. Например, когда ток составляет 0,5 В, открывается первый транзистор, а при 2,4 В открывается второй. Если возникает необходимость работы с другими токами, необходимо использовать транзисторы с соответствующими характеристиками.

Таким образом, довольно легко изготовить указатель напряжения на светодиодах своими руками. Эта и другие схемы используются достаточно часто, поэтому их стоит рассмотреть более подробно.

Простая схема индикатора

Схема с применением транзисторных элементов и сопротивлений используется в указателях, работающих с постоянным и переменным напряжением до 600 вольт. Подобная конструкция несколько сложнее, сравнительно с индикаторной отверткой, однако добавление деталей делает указатель напряжения на светодиодах универсальным инструментом. Его можно совершенно безопасно использовать для проверки напряжения в диапазоне от 5 до 600 вольт.

На представленной схеме хорошо просматривается полевой транзистор VT2, который служит основой всей конструкции индикатора. Срабатывание устройства зависит от порогового значения напряжения, зафиксированного разностью потенциалов в положении затвор-исток.

Величина максимально возможных сетевых напряжений находится в зависимости от падения потенциала в позиции сток-исток. По своей сути этот транзистор является своеобразным . Транзистор VT1 является биполярным, используемым для обратной связи и поддержки заданных параметров.

Самодельный индикатор функционирует следующим образом. Когда на вход подается напряжение, в контуре появляется электрический ток. Его величина зависит от сопротивления R2 и напряжения биполярного транзистора VT1 в переходе база-эмиттер. Свечение маломощного светодиода вполне возможно при стабилизирующем токе в 100 мкА. При напряжении в база-эмиттер около 0,5 вольт, сопротивление R2 должно находиться в пределах от 500 до 600 Ом. От возможных скачков тока светодиод защищен неполярным конденсатором С, емкость которого составляет 0,1 мкФ.

Мощность резистора R1 составляет 1 Мом, что вполне достаточно для использования его в качестве нагрузки транзистора VT1. При работе с постоянным напряжением диод VD выполняет защитную функцию и проверку полюсов. Когда проверяется переменное напряжение, этот диод становится выпрямителем и служит для срезания отрицательной полуволны. Величина его обратного напряжения составляет не менее 600 вольт. Сам светодиод HL следует выбирать с наибольшей яркостью, чтобы сигнал был заметен даже при минимальном токе.

Указатель напряжения для аккумуляторных батарей

Срок службы автомобильного аккумулятора значительно продлевается, если на его клеммах проводится регулярный контроль напряжения. В случае каких-либо отклонений можно принять своевременные меры и избежать негативных последствий.

Предлагаемая схема функционирует на светодиоде RGB, отличающемся от обычных источников света тремя кристаллами разных цветов, расположенными внутри корпуса. В процессе работы каждый цвет будет соответствовать определенному значению напряжения.

Для создания индикатора понадобится 9 резисторов, три стабилитрона, 3 биполярных транзистора и 1 разноцветный светодиод. После правильной сборки сигнал будет зеленого цвета при напряжении 12-14 вольт, красного цвета - более 14,4 В, синего цвета - менее 11,5 В. Чтобы выставить минимальный предел напряжения используется потенциометр R4 и стабилитрон VD2.

В случае снижения ниже установленного значения, происходит закрытие транзистора VT2, а транзистор VT3, наоборот, будет открываться, индуцируя кристалл диода синего цвета. Если напряжение в норме и находится в заданных пределах, ток будет проходить через резисторы R5, R9 и через стабилитрон VD3. В это время светодиод будет светиться зеленой индикацией. Транзистор VT3 будет закрыт, а VT2 - открыт. Резистор R2 является переменным и позволяет настроить напряжение, в том числе и в сторону увеличения более 14,4 В. В этом случае сражу же загорается красный свет.

Индикатор сетевого напряжения индивидуального пользования просто необходим в домашних условиях для обеспечения надежной и безотказной работы бытовой радиоэлектронной аппаратуры, особенно в местах с постоянными колебаниями напряжения сети.

Индикатор напряжения сети

Ниже представлен вариант индикатора-измерителя сетевого напряжения с индицируемой величиной напряжения 200-400 вольт на 16 светодиодах из доступных радиоэлементов.

Светодиод-индикатор сетевого напряжения

При всем удобстве использования светодиода необходимо учитывать, что работать ему придется не с постоянным, а с переменным напряжением при высокой амплитуде, на которые он не рассчитан. То есть в при его использовании в подобных схемах необходимо предусмотреть защиту светодиода от этих неблагоприятных факторов.

Пробник

Этот пробник позволяет быстро проверить наличие постоянного или переменного напряжения от 5 до 300 вольт, в интервале от 5 до 60 вольт позволяет приблизительно измерить напряжение, точно установит характер контролируемого напряжения.

Светодиодный пробник-индикатор

Простейший пробник-индикатор из 5 светодиодов позволяет выявить характер и наличие напряжения, и примерное сопротивление.