Индикатор напряжения на светодиодах: схема, как сделать своими руками самодельный указатель напряжения в сети

Общее устройство и принцип работы

Световыми индикаторами называются указатели, работающие на основе источника света. Светодиодные приборы работают за счет излучения света p-n-переходом при прохождении через него тока.

В быту для индикации используются портативные устройства, в том числе мультиметры. Основное назначение — определение наличия/отсутствия тока и разницы значений напряжения. Напряжение зависит от типа устройства; по конструкции индикаторы бывают одно- и двухполюсными. В первом варианте токоведущая часть одна, во втором — две.

В магазинах продаются простые тестеры в виде ручек и отверток. Конструкция размещена в диэлектрическом корпусе со смотровым окном. Основные элементы: светодиод и резистор. Снизу щуп, сверху металлический контакт для прикосновения рукой.

Эти устройства позволяют:

• определить ноль и фазу;
• напряжение на предохранительном оборудовании.

 Биполярные индикаторы позволяют работать с постоянным и переменным током, их функциональность выше.

Однополюсные тестеры отверток делятся на:

• пассивный;
• с дополнительными функциями;
• с расширенным функционалом.

Пассивный тестер используется для определения наличия напряжения в электрооборудовании и проводке. Для контакта используется плоская отвертка, сопротивление создается цепью в ручке. Светодиод загорается при прикосновении к протекающей части.

Преимущества пассивной отвертки:

• простой дизайн;
• не требуется источник питания;
• никаких специальных знаний не требуется.

Минусов два: тусклое свечение светодиода и необходимость снимать перчатки во время тестирования.

Прибор с дополнительным функционалом можно использовать в двух режимах: бесконтактном и контактном. Определяется наличие напряжения, можно проверить провода, кабели, предохранители. Этот тестер питается от батареек. Ноль и фаза определяются так же, как и с пассивной отверткой. При тестировании бесконтактным методом прибор держат, не касаясь дна. Верхнюю часть подносят к ведущему.

Важно! Проводник трогать не нужно. Если светодиод горит, провод (предохранитель) цел.

Индикаторы с расширенным функционалом являются цифровыми. Самостоятельно сделать что-то подобное невозможно.

Большинство двухштыревых индикаторов являются профессиональными. По функциональности они почти не отличаются от одиночных контактов. Эти устройства снабжены двумя щупами, на концах которых есть острые палочки. Во время тестирования можно узнать значение напряжения (параметр отображается на экране).

История создания

На практике у каждого радиолюбителя время от времени возникают ситуации, когда необходимые измерительные приборы отсутствуют. Вот и я однажды, в конце 90-х, далеко от дома (да еще и в поле), столкнулся с такой ситуацией. Для устранения неполадок в промышленном оборудовании мне срочно понадобился логический пробник.

Но где его взять в 50 км от ближайшей деревни.
Так как ситуация возникла спонтанно и никакого ремонта не планировалось, кроме мультиметра, паяльника и небольшого набора деталей у меня с собой ничего не было. После рассмотрения списка деталей, которые были у меня с собой, в голове родилась простая схема.

Потратив вечер на изготовление и настройку щупа, к утру я получил довольно неплохой прибор, который в последствии доказал свою эффективность и практичность.

Область применения индикаторных отверток

Индикатор напряжения используется для следующих целей:

• Определение фазы, нулевого провода;
• Определение полярности аккумуляторных батарей и батареек;
• Поиск спрятанных (замурованных) в стене проводов;
• Поиск обрыва в электрической цепи;
• Проверить работоспособность ТЭНов, ламп накаливания, диодов и других радиодеталей.

Кроме того, с помощью цифровых моделей современных устройств можно определить величину напряжения, расположение положительного и отрицательного электродов диода.

Критерии выбора

При выборе тестера учитывайте такие его характеристики, как:

• Форма наконечника — наконечник прибора должен быть плоским и прочным. Это позволит не только измерять напряжение, но и откручивать различные винты на клеммниках, монтажных коробках;
• Материал — корпус тестера должен быть изготовлен из ударопрочного пластика;
• Удобство использования – устройство должно хорошо лежать в руке, иметь клипсу для крепления к отвороту кармана;
• Функциональность – наиболее практичны модели, имеющие такие дополнительные функции, как «прозвонка», определяющая значение измеряемого напряжения;
• Оповещать о наличии напряжения можно с помощью звука встроенного динамика или работы небольшого светодиода, неоновой лампочки;
• Наличие экрана – небольшой монохромный экран позволяет отображать значение напряжения;
• Стоимость – для бытовых нужд используются простые модели стоимостью до 100 рублей. Опытные электрики используют более дорогие и надежные тестеры стоимостью до 300-400 рублей.
• Производитель – самые популярные и надежные товары выпускаются такими брендами, как Yato, Wortex, Stanley, IEK, Fluke.

При выборе тестера также необходимо учитывать отзывы о той или иной модели в Интернете.

Принцип действия индикаторной отвертки

Универсальный и доступный всем слоям населения индикатор напряжения должен быть в арсенале каждого владельца. Устранение неисправностей электропроводки с помощью надежных, малогабаритных приборов, определяющих напряжение в сети, исключает опасность для здоровья и жизни мастера. Устройство индикаторной отвертки простое и имеет небольшое количество деталей.

К основным конструктивным элементам устройства, способного отображать фазу и ноль, относятся:

• корпус, состоящий из изолированной ручки, стержня, на конце которого размещен наконечник отвертки;
• высокая резистентность;
• поворотники;
• наш;
• контактная пластина.

Принцип работы контактной отвертки основан на прохождении электрического тока через наконечник после касания им фазного провода, резистора и лампочки, вызывающего ее свечение, а также последующем его отводе с помощью сенсорных контакт с землей через главный корпус. Большое значение сопротивления приводит к низкому напряжению. Величина незаметна и безопасна для здоровья и жизни человека.

Разновидности индикаторов

Основная функция, которую должен выполнять индикатор напряжения – это проверка целостности электрической цепи – от этого зависит, будет ли работать устройство, подключенное к розетке, или нет.

Разные устройства справляются с этой задачей по-разному — стандартный шуруповерт использует индикатор напряжения для проверки тока, который уже есть в сети (пассивный), а внутри щупа многофункционального тестера напряжения находится целая схема с отдельным блоком питания (активный), что позволяет вызывать даже обесточенные электрические цепи.

Все эти устройства работают по похожему принципу, но имеют некоторые отличия в правилах использования.

Пассивная отвертка индикатор

Это однополюсный бытовой фазоуказатель, выполняющий единственную задачу – показывать наличие или отсутствие напряжения в определенной точке электрической цепи. Профессиональными электриками он не используется из-за крайне ограниченного функционала, но в домашних условиях среди набора инструментов «на всякий случай» может пригодиться.

Неоспоримым преимуществом устройства является то, что однополюсный индикатор показывает наличие напряжения после прикосновения к токоведущему контакту. Нулевой провод не нужен — его роль выполняет тело человека, которое держит в руках отвертку.

О наличии или отсутствии фазы сигнализирует неоновая лампочка внутри устройства – для проверки напряжения коснитесь проводника кончиком отвертки и коснитесь рукой контактной пластины рукоятки.

Для защиты пользователя от высокого напряжения между наконечником и лампой установлен резистор, но из-за этого индикатор не реагирует на напряжения ниже 50-60 вольт.

Активная отвертка индикатор

Внутри корпуса блока собрана схема с питанием от собственного источника питания (аккумулятора), поэтому это более чувствительный детектор напряжения. Вместо неоновой лампы здесь используется светодиод, реагирующий не только на прикосновение к проводнику, но и на простое попадание вилки в электромагнитное поле, существующее вокруг любого проводника с током.

Эту его особенность с успехом используют для поиска проводов в стенах или местах их обрыва. Нужно взять отвертку за жало и провести ею по проводу — если где-то лампа перестанет гореть, значит провод там поврежден (+/- 15 см.

Светодиодный индикатор также сработает, если одной рукой коснуться жала, а другой — контактной пластины в рукояти. Это свойство широко используется для сплошности проводов (определяет их целостность). Нужно просто взять один конец провода в руку и коснуться другого конца кончиком отвертки — если обрыва нет, то загорится индикатор.

Высокая чувствительность прибора также является его недостатком — так как индикатор может показывать наличие напряжения даже там, где его никогда не было, и наоборот — он не будет реагировать на обрыв нулевого провода (если только не поменять местами фазу и ноль).

Многофункциональная активная отвертка индикатор

Этот тестер напряжения является усовершенствованной версией предыдущего инструмента – его отличает наличие переключателя, с помощью которого можно регулировать чувствительность прибора, а также использовать его в контактном и бесконтактном режиме.

Часто такая многофункциональная индикаторная отвертка оснащена мини жидкокристаллическим дисплеем, который показывает не только наличие напряжения, но и его напряжение. Это позволяет обнаруживать блуждающие токи срабатывания, которые трудно обнаружить с помощью обычного индикатора внутрисхемного напряжения.

Помимо экрана, такие устройства оснащены зуммером, позволяющим без помех использовать устройство в условиях, когда цифровой индикатор не виден. По сути, ТОПовые модели электронных индикаторных отверток представляют собой упрощенные мультиметры, но с одним наконечником вместо двух щупов. Некоторые электронные индикаторные отвертки способны даже измерять температуру поверхности, к которой прикасается кончик устройства.

Самодельный пробник (контролька)

В сумке электрика часто найдется самодельный тестер напряжения с обычной лампочкой на 220 вольт — на профессиональном жаргоне именуемый «контроллер». Несмотря на свои размеры, зачастую он более удобен, хотя все его преимущества в полной мере раскрываются при проверке трехфазных сетей.

По сути, это обычная лампочка, ввернутая в патрон, а провода играют роль щупов, прикасающихся к контактам, которые нужно проверить на наличие напряжения. По сравнению с другими простыми индикаторными щупами проверка не только показывает наличие электрического тока — по яркости свечения можно понять, в норме ли напряжение в цепи.

К дополнительным преимуществам можно отнести возможность проверки наличия всех трех фаз. Например, если проводов три и два из них «посажены» в одну фазу, то любой другой индикатор напряжения на другом конце провода будет просто показывать, что на каждую жилу приходит по одной фазе, и электродвигатель не запустится.

В этом случае берутся две проверки, соединяются последовательно, и свободные щупы проверяют фазы – на проводах с одной фазой лампочки гореть не будут. Кроме того, регулятор всегда можно использовать в качестве дополнительного освещения.

Из минусов прибора только то, что фазу можно проверить только при наличии рядом нулевого провода, хотя ситуацию с его отсутствием представить сложно.

Универсальные

Портативные устройства с широким набором функций. Инструмент данного типа производит тестирование контактным и бесконтактным способом, определяет обрыв, короткое замыкание по «прозвону» сетей, в этом помогают световые и звуковые оповещения.

Универсальные щупы применяются для ремонта или наладки электронных устройств, транспортных средств, рассчитанных на работу с постоянным и переменным током. Тестер работает от аккумулятора, заряд которого контролируется. Если аккумулятор разрядится, универсальный шуруповерт не сработает.

Тип индикаторной отвертки выбирается в зависимости от предполагаемой работы. Для повседневного использования достаточно простой модели, а для работы с электронными устройствами выбирают универсальное устройство.

Мультиметр – все и сразу

Электрический универсальный тестер, объединяющий в одном корпусе все основные приборы, которыми пользуются электрики и радиолюбители – вольтметр, амперметр и омметр. Кроме того, прибор может тестировать диоды и транзисторы, а также измерять емкость конденсаторов.

Индикатор напряжения отличается высокой точностью измерения — в зависимости от установленного режима он определяет силу тока, сопротивление проводника и другие величины до сотых и тысячных долей единицы. Для отображения результатов измерений он оснащен жидкокристаллическим индикатором.

Отвертка с неоновой лампой

Другой тип, помимо простой индикаторной отвертки, представляет собой тестер напряжения, оснащенный неоновой лампой.

Испытания напряжения с неоновой лампой.

Работает такое устройство следующим образом:

• электрический ток, имеющийся на измеряемой поверхности, подается на жало счетчика;
• затем ток проходит через резистор (ограничивает ток) сопротивлением 0,5 мОм (максимум минимум) в контакт неоновой лампы, вмонтированной в корпус изделия;
• второй контакт цепи, необходимый для включения данного типа источника света, замыкается на человеке, на рукоятке отвертки.

Этот тип индикатора напряжения характеризуется включением в цепь лампочки параметров емкости и сопротивления тела человека.

В результате при использовании такого инструмента свечение будет происходить только при наличии напряжения. При этом при отсутствии контакта с телом человека его свечение наблюдаться не будет.
Недостатком такого индикатора напряжения является достаточно высокий порог индикации напряжения (от 60В).

Хорошо зарекомендовали себя модели с неоновой лампочкой в ​​ситуации поиска фазы или определения наличия напряжения. Его нельзя использовать для обнаружения обрыва цепи.

Индикатор напряжения со светодиодной лампочкой

Самым популярным и востребованным типом индикаторных отверток на сегодняшний день являются модели, оснащенные светодиодной подсветкой.

Индикаторная отвертка со светодиодом.

Принцип работы этого инструмента будет аналогичен тому, как работает отвертка индикаторного типа с неоновой лампочкой. Основное различие между моделями заключается в том, что светодиодные варианты имеют гораздо более низкий порог индикации напряжения. Здесь свечение светодиода будет наблюдаться при наличии напряжения менее 60В.

Индикатор напряжения на батарейках

Помимо описанных выше моделей, существуют шуруповерты индикаторного типа, которые оснащены светодиодным источником света и работают от батареек (автономных источников питания).

Отвертка с индикатором заряда батареи.

Такие изделия многофункциональны, а значит, их можно использовать в самых разных ситуациях. Многофункциональность поддерживается дополнительным элементом в устройстве таких инструментов – биполярным транзистором.

В перечень особенностей автономных индикаторных шуруповертов со встроенным в корпус светодиодом входят:

• найти обрыв цепи;
• определение фазы;
• найти место, где кондуктор получил травму;
• определить расположение проводов. Такая возможность стала доступна благодаря наличию напряжения в этом бесконтактном методе;

 Возможность бесконтактного поиска проводящей электрической системы основана на точном определении величины магнитного поля.

• определение полярности различных источников питания.

Кроме того, следует отметить, что такие приборы способны обнаруживать микроволновое излучение. Поэтому их можно использовать и в микроволновых печах.

Электронный тип индикатора напряжения

Еще одним типом отвертки индикаторного типа является электронная модель. Такая отвертка может быть представлена ​​в двух видах:

• с ЖК-экраном;
• без него.

Электронная отвертка с ЖК-экраном.

Инструмент данного типа оснащен звуковой сигнализацией, срабатывание которой сигнализирует о наличии напряжения. По своей сути этот прибор напоминает упрощенный и достаточно удобный мультиметр.
С помощью встроенного ЖК-экрана можно не только определить, но и узнать значение напряжения. Обычно этот параметр находится в пределах от 12В до 220В.

Читайте также: Лопасти для ветрогенератора: принцип работы простого ветрогенератора, расчет размера, выбор материала для изготовления крыльчатки своими руками

Правила применения индикаторов напряжения

При работе с этим типом инструмента есть ряд правил, которые нужно знать, чтобы все делать правильно.

Здесь необходимо соблюдать следующие рекомендации:

• соблюдение правил безопасной работы с электрическими сетями. Это означает, что все манипуляции с индикаторной отверткой необходимо проводить при выключенных пакетных выключателях;

Выключены выключатели в электрощите.

• помните, что электрический ток всегда течет по проводнику по пути наименьшего сопротивления (от плюса к минусу);

 Любое электрическое устройство будет работать только в том случае, если фаза/плюс через цепь выходит на нулевой/минусовой провод сети.

• для оценки сложных электрических устройств такой измеритель-индикатор любого типа не годится. С его помощью можно проверить исправность электрических цепей приборов;
• в домах и квартирах есть стандартная сеть чистотой 50Гц и напряжением 220В;
• при работе такой отверткой нужно знать, что напряжение всегда приходит на (+) фазу, ноль ведет на трансформатор (-), а третий провод заземлен (например, в розетке).

При использовании сигнальной отвертки в различных работах обязательно соблюдайте приведенные выше правила. В противном случае можно получить прямо противоположный результат.

Схемы индикатора напряжения своими руками

Основная функция индикатора напряжения в быту – определение целостности электрической сети. Для радиолюбителя важно уметь определять параметры и вызывать даже неработающие электроприборы. Своими руками можно сделать только первый тип индикаторов. Опытный радиолюбитель может изготовить индикатор, позволяющий прозвонить провода.

В быту чаще используют самодельные щупы (шашки), реже — мультиметры. Контроль — лампочка в патроне, провода выполняют роль щупов. Он позволяет определить не только наличие/отсутствие тока, но и напряжение по яркости свечения. Сделать что-то подобное со светодиодной подсветкой не получится.

Мультиметр позволяет определить все параметры одновременно, так как выполняет функции вольтметра, амперметра и омметра. Им можно определить емкость конденсаторов, проверить транзисторы и диоды. Такое устройство сделать нельзя, его нужно купить.

Работа с сетью 220 В

Простейший индикатор напряжения блока питания без источника питания состоит из резистора, ограничителя тока (транзистора), выпрямителя (диода) и любого светодиода. Сопротивление резистора 100 — 150 кОм.

Характеристики диода:

• ток 10-100 мА;
• напряжение 1-1,1 В;
• обратное напряжение 30-75 В.

Важно! Для изготовления такого индикатора доска не нужна.

При 220 В, 3 Гц загорается светодиод. Подкорректировать частоту и увеличить яркость можно, изменив емкость конденсатора. Такой индикатор срабатывает при минимальном напряжении 4,5 В. Помимо тока сети, он может определять исправность, выключенное и включенное состояние устройства.

Проверка постоянного напряжения

Для проверки сети на 12 вольт и целостности соединений можно сделать еще один светодиодный индикатор (нужны 2 разноцветных светодиодных элемента). Для ограничения тока можно использовать резистор сопротивлением 50-100 Ом или лампочку накаливания небольшой мощности. Один из светодиодов загорается при подаче напряжения соответствующей полярности.

В самодельный индикатор на сеть 12 В можно добавить конденсатор, диод и 2 транзистора. Полевой транзистор стабилизирует ток. Конденсатор, защищающий диод от скачков напряжения, требуется емкостью 0,1 мкФ, неполярный. Резистор 1 МОм является нагрузкой биполярного транзистора. При проверке сети постоянного напряжения диод проверяет полюса.

Если ток переменный, этот элемент отсекает отрицательную половину. При подаче напряжения значение тока определяет биполярный транзистор и сопротивление резистора (500-600 Ом).

Такое устройство подходит для работы с переменной и постоянной сетью напряжением 5-600 В.

Индикатор для микросхем – логический пробник

Устройства индикации микросхем называются логическими пробниками. Такой индикатор трехуровневый (в схему включено 3 светодиода).

Логический пробник позволяет:

• определить фазу, КЗ, сопротивление электросети;
• установить наличие напряжения 12 — 400 В;
• определить полюса постоянного тока;
• проверить состояние диодов, транзисторов и других деталей;
• определить целостность электрической сети по телефону;
• диагностировать обрывы реле и катушек;
• кольцевые дроссели и двигатели;
• определить выходы трансформаторов.

Важно! Такое устройство не способно работать при напряжении до 4 В.

Источником питания является батарея на 9 В. При замыкании контактов потребляется ток 110 мА. После открытия не потребляется мощность, нет необходимости устанавливать выключатель и переключатель режимов.

При проверке сети сопротивлением 0 — 150 Ом загораются 2 светодиода, при увеличении показателя — один. При 220-380 вольт загорается третий, остальные мерцают. Если цепь разорвана, светодиоды не загорятся. При нуле на разъеме 0,5 В открывается один транзистор (КТ315Б), при 2,4 В — другой (КТ203Б).

Допускается замена транзисторов другими, имеющими аналогичные параметры.

Индикатор напряжения на двухцветном светодиоде

Еще одна простая индикаторная микросхема — с двухцветным светодиодом. Некоторые домашние умельцы используют его для определения режима работы светильника. Например, выключатель света в подвале, оборудованный индикатором, установлен на лестнице. Если загорается, то свечение красное, после выключения — зеленое.

Важно! Если лампа перегорела, красный светодиод не загорается после нажатия выключателя. Прежде чем отправиться в подвал, нужно найти замену.

Вариант для автомобиля

Схема индикации заряда аккумуляторной батареи и напряжения бортовой сети автомобиля состоит из:

• Светодиоды RGB;
• 3 стабилитрона;
• 3 биполярных транзистора (BC847C);
• 9 противников;

Уровень определяется цветом. Зеленое свечение при 12-14 В, синее — при 11,5 В, красное — при 14,4 В).

Если при сборке схемы не было допущено ошибок, один из резисторов (на 2,2 кОм) и транзистор (на 8,2 В) определяют минимальное ограничение напряжения. Когда показатель падает, транзистор, соответствующий синему свечению, подключает кристалл.

Если напряжение не уменьшается или не увеличивается, ток протекает через 2 резистора, стабилитрон 5,6 В и светодиод, появляется зеленое свечение (транзисторы, соответствующие красному и синему, выключены). При повышении напряжения до 14,4 В загорается красная лампочка.

Как проверяется инструмент

Как и любой прибор с измерительными качествами, сигнальный шуруповерт иногда нуждается в проверке на работоспособность.

Работа с напряжением всегда требует постоянного контроля за исправностью измерительного инструмента.

Индикатор работы отвертка.

Чтобы наш сигнализатор всегда был готов к измерению напряжения, обратите внимание на следующие нюансы:

• корпус инструмента всегда должен оставаться неповрежденным и чистым. Он должен быть без трещин;

 При наличии повреждений коробки товар подлежит замене. В противном случае ваша безопасность при эксплуатации не будет гарантирована производителем.

• перед началом работы всегда следует убедиться в работоспособности инструмента. Проверить это можно просто прикоснувшись к проводнику, где есть напряжение;
• если батареи разряжены, их необходимо заменить. Для этого аккуратно открутите фиксирующий колпачок и замените старые батарейки на новые. Тут главное не перепутать их полярность. В противном случае отвертка работать не будет.

Самостоятельный ремонт сигнальной отвертки при обнаружении поломки будет нерациональным – дешевле купить новый инструмент.

Основные выводы

Создавайте самостоятельные индикаторы по простым схемам. Никаких других дорогих деталей не требуется. Для изготовления щупа можно использовать корпус засохшего маркера или сломанный сотовый телефон. К передней части можно вывести щуп в виде палочки, а к концу — тросик, оснащенный зажимом «крокодил», или щуп.