Самодельный детектор с пьезоэлементом – простыми словами о сложном
Детекторы скрытой проводки подразделяют на приборы низкого и высокого класса. Прибор низкого класса предназначен для поиска электроприборов и проводки, которая находится под напряжением. Детектор высокого класса имеет большую чувствительность и расширенный функционал. Такой прибор служит для определения обрыва скрытой проводки, обнаруживает местоположение проводов без напряжения.
Детектор скрытой проводки можно сделать своими руками из подручных средств, докупив несколько мелких деталей. При конструировании этого прибора учтите, что для определения проводки в стене под напряжением он подойдет. А если вам необходимо высокочастотное оборудование для выявления обрыва и точного местонахождения кабеля до миллиметра, приобретите качественный детектор в магазине.
Детектор скрытой проводки можно сделать самостоятельно
Для сборки прибора вам понадобится следующий набор элементов:
- микросхема К561ЛА7;
- 9 V батарейка Крона;
- коннектор, разъем для батарейки;
- ограничитель тока (резистор) с номинальным сопротивлением 1 МОМ;
- звуковой пьезоэлемент;
- одножильный медный провод или проволока L= 5–15 см;
- проводки для спайки контактов;
- деревянная линейка, коробок из-под блока питания, другая самодельная конструкция для укладки цепи.
Дополнительно для работы вам потребуется паяльник малой мощности до 25 Вт, чтобы не перегреть микросхему; канифоль; припой; кусачки. Перед тем как приступить к сборке, ознакомимся подробнее с основными элементами. Главная деталь, на которой проходит сборка, микросхема советского типа К561ЛА7. Ее можно найти на радиорынке или в старых запасах. Микросхема К561ЛА7 чувствительна к статическому и электромагнитному полю, которые создают электрические приборы и проводники. Уровень тока в системе контролирует резистор, который располагается между интегральной микросхемой и антенной. В качестве антенны применяем одножильный медный провод. Длина этого элемента влияет на чувствительность прибора, подбирается экспериментальным путем.
Еще одна важная деталь сборки – пьезоэлемент. Улавливая электромагнитный сигнал, он создает характерный треск, который сигнализирует о наличии проводки в заданном месте. Не обязательно специально приобретать деталь, достаньте динамик из старого плеера, игрушки (тетриса, тамагочи, часов, звуковой машинки). Вместо динамика можно припаять наушники. Звук будет чище и вам не придется вслушиваться в треск. В качестве индикатора скрытой проводки можно дополнительно вмонтировать в прибор светодиодный элемент. Питается схема от 9-вольтовой батарейки типа Крона.
9-вольтовая батарейка типа Крона понадобится для питания схемы
Чтобы вам было удобнее работать с микросхемой, возьмите картон или пенопласт и отметите иголкой места для крепления 14 ножек (лапок) детали. После чего вставьте в них ножки интегральной микросхемы и пронумеруйте их от 1 до 14, начиная отсчет слева направо при расположении лапок кверху.
Схема сборки детектора со светодидом
Соединения производим в следующей последовательности:
- Подготавливаем коробочку, куда мы будем укладывать детали после сборки. В качестве дешево альтернативного варианта используйте пластиковую крышечку от бутылки. Проделайте в торце отверстие ножом диаметром около 5 мм.
- Вставьте в полученное отверстие полый стержень, например, основу от шариковой ручки, подходящую под диаметр, которая будет рукояткой (держателем).
- Берем паяльник и припаиваем резистор на 1 МОМ к 1–2 ножке микросхемы, перекрывая оба контакта.
- Первый провод динамика припаиваем к 4 ножке, после чего смыкаем 5 и 6 ножку вместе, спаиваем их и подсоединяем второй конец провода пьезоэлемента.
- Замыкаем 3 и 5–6 ножку коротким проводком, образуя перемычку.
- Медный провод припаиваем к концу резистора.
- Протягиваем проводки коннектора (разъема для батарейки) через ручку. Красный провод (с положительным зарядом) припаиваем к 14 ножке, а черный провод (с отрицательным зарядом) к 7 ножке.
- С другого конца пластиковой крышечки (коробочки) проделываем отверстие для выхода медного провода. Вовнутрь крышечки укладываем микросхему с проводками.
- Сверху крышечку закрываем динамиком, фиксируя его по бокам термоклеем.
- Выпрямляем медную проволоку вертикально и подсоединяем к коннектору батарейку.
Детектор проводки готов. Если вы правильно подсоединили все элементы, то прибор будет работать. При возможности советуем оснастить систему переключателем или вынимать батарейку из разъема после окончания работы, чтобы сэкономить заряд и не перегружать систему.
Советы по использованию
Расскажем немного об инструкции по пользованию данными приборами.
ПОПУЛЯРНОЕ У ЧИТАТЕЛЕЙ: Что такое дифавтомат, для чего применяют, как подключить
Здесь следует учитывать, что каждый вид прибора имеет разные условия использования.
Так, электростатический детектор может обнаруживать только проводку под напряжением, поэтому вначале нужно проверить имеется ли оно в сети.
Затем нужно проверить сигнализацию этого прибора. Для этого нужно поднести его к не скрытому проводу.
Самые простейшие приборы обычно оснащены только звуковой сигнализацией с меняющейся тональностью. При максимальном приближении к проводу нужно запомнить тон звука, после чего можно приступать к поиску скрытой проводки.
Сразу с собой лучше взять карандаш или ручку, чтобы сделать пометки пролегания провода.
С электромагнитным детектором работать несколько проще. Какие-либо проверки самого прибора не нужны, а вот подготовительные работы понадобятся.
Сводятся они к подключению к сети потребителя мощностью от 1 кВт.
Самыми легкими в использовании являются комбинированные приборы.
Обычно у них на панели детектора расположены клавиши управления прибором, позволяющим выбрать материал, который будет искаться в стене, то есть достаточно, нажать требуемую клавишу, и прибор будет реагировать на выбранный материал.
К примеру, тот же Bosh GMS 120 Prof на передней панели имеет клавиши выбора материала – дерево, металл, проводка под напряжением.
При этом на его дисплее будет выводиться более подробная информация при обнаружении чего-либо в стене.
И еще, перед началом работ по исследованию стены, все же нужно проверить заряд батареи, от которой питается прибор. Чем больше батарея будет разряжена, тем хуже будет определять прибор.
Индикаторная отвертка
Часто встречаются индикаторы напряжения, выполненные в виде отвертки. Они определяют фазный провод сети 220 В и указывают на наличие тока, протыкающего по проводнику. Это простой и доступный по стоимости прибор, работающий контактным и бесконтактным методом.
Рукоятка индикатора прозрачная, внутри загорается лампочка и резистор. По звуковому и световому сигналу легко определить, где проложены скрытые провода. Шлиц отвертки делают прямым, чтобы удобно было контактировать с поверхностью предметов.
Существуют модификации отвертки, рассчитанные на разное напряжение и условия работы. С их помощью можно за 2-3 секунды определить, подается ли напряжение в дом, работает ли розетка, где проходит провод. Проведя индикатором скрытой проводки по поверхности стены, можно смело вбивать гвоздь, вкручивать саморез и применять перфоратор.
Контактная модель
Контактным индикатором определяют работоспособность розеток, проверяют наличие заземления удлинителей, находят фазу патронов люстры и фазовые провода при монтаже электрики.
Чтобы контактный индикатор начал работать, его надо взять в руку и нажать кнопку на рукоятке. Острым концом (жалом) дотрагиваются до контакта. Если на проводе есть напряжение, то замигает лампочка. Так определяют фазовый провод. Контакт с телом должен быть обязательно, поскольку человек входит в цепь. Сопротивление встроенного резистора велико, поэтому ток в цепи будет мал и не нанесет вреда.
Недостатком может быть плохая сборка или слабое свечение лампочки. Понятно, что скрытую проводку такой прибор не определит.
Бесконтактная модель
Индикаторы, снабженные батарейкой, могут уже и бесконтактным способом определять скрытую проводку. На них устанавливают светодиодную лампочку, потребляющую минимум энергии. Хотя радиус действия индикатора невелик, он способен найти проводку под слоем штукатурки и даже небольшим слоем цемента.
Действие индикатора основано на генерации магнитного поля (наведенное поле). Отверткой в виде индикатора можно легко определить целостность скрытого провода и проверить, есть ли утечка тока на корпус прибора.
Преимущества такого индикатора еще и в том, что его можно использовать, как шлицевую отвертку. С ее помощью откручивают небольшие винтики и болты, не прилагая значительного усилия, чтобы не повредить прибор. Питающую батарейку придется периодически менять. Это причисляют к недостаткам индикатора.
Выпускают электронные бесконтактные индикаторы. Они подают звуковой сигнал при определении напряжения, и в дополнение показывают его значение на дисплеи. Диапазон измерения 12…250 В. Такие модели очень удобны, но стоимость их выше. Благодаря простоте, доступности и компактным размерам индикаторные отвертки пользуются спросом у электриков и людей, никак не связанных с этой профессией. Индикаторы применяют в быту и на производстве.
Типы индикаторов
Детекторы делятся на несколько разных типов. Их классифицируют по принципу действия, механизму, применяемому для оповещения пользователя при обнаружении проводов, и так далее. У каждого приспособления есть свои преимущества и недостатки.
Рассмотрим их ниже:
- Электростатический индикатор скрытой проводки используется для поиска электрического поля, формируемого напряжением на проводах. Из достоинств выделим простоту схемы и возможность обнаружения тока на больших расстояниях. Минусы — возможность работы только в сухой среде, а также наличие напряжения в сети, чтобы зарегистрировать проводку.
- Электромагнитный прибор фиксирует электромагнитное поле, создаваемое током, движущимся по проводам. Схема детектора максимально проста, позволяет добиться высокой точности. Недостаток аналогичен электростатическому аналогу: проводка должна быть под напряжением, при этом подключенная нагрузка — не ниже 1 кВт.
- Индуктивный индикатор — по сути, обычный металлоискатель. Такое устройство самостоятельно создает электромагнитное поле, а затем фиксирует его изменения. Главное преимущество — нет необходимости в напряжении. Из недостатков — сложная схема и возможность ложных срабатываний, поскольку детектор будет фиксировать любые металлические изделия.
- Комбинированный индикатор — заводские модели, в которых заложены разные принципы работы. На фоне высокой точности, чувствительности и эффективности единственным недостатком является большая стоимость.
Электростатические приборы
Искатели данного типа регистрируют наличие электромагнитного поля, исходящего от проводов, к которым подключено напряжение. Это довольно простой прибор, который несложно собрать своими руками (схема устройства будет приведена в заключительном разделе). Заметим, что практически все недорогие детекторы работают по этому принципу.
Детектор Е121
Особенности детекторов электростатического типа:
- учитывая, что прибор реагирует на электромагнитное излучение, для обнаружения проводки требуется, чтобы она не была обесточена;
- при работе с детектором необходимо подобрать оптимальный уровень чувствительности. Если он низкий, могут возникнуть сложности с обнаружением глубоко расположенной проводки, при максимальном уровне велика вероятность ложного срабатывания;
- сырые стены или наличие в них металлических конструкций делают поиск проводки практически невозможным.
Учитывая невысокую цену, простоту и эффективность (за исключением небольших ограничений), приборы с электростатическим принципом действия пользуются популярностью даже у профессиональных электриков.
Электромагнитные искатели
Этот тип сигнализаторов позволяет обнаружить исходящее от проводов электромагнитное возбуждение, если к ним подключена нагрузка. Точность и эффективность электромагнитных искателей проводки значительно выше, чем электростатических.
Электромагнитный сигнализатор
У этих приборов имеется характерная особенность, заключающаяся в том, что для гарантированного определения трассы проводки к ней необходимо подключить нагрузку, мощность которой не менее одного киловатта, что в большинстве случаев не вызывает сложности. Например, сделать это можно, подключив к соответствующей линии электросети электрический чайник (не забыв наполнить его водой).
Детекторы металла
В тех случаях, когда подключить напряжение к проводке или нагрузку к ней не представляется возможным, используют металлодетекторы. Принцип действия этих устройств построен на том, что металл, попадая в электромагнитное поле, вызывает в нем возмущения, которые фиксируются прибором.
Модель PMD 7 производства компании Bosch
К особенностям этого класса приборов следует отнести то, что они реагируют на любой металл, находящийся в стенах. То есть помимо проводки, детекторы будут срабатывать при обнаружении арматуры, шурупов, гвоздей и т.д.
Пассивные детекторы (приемники излучения)
Такие детекторы проводки реагируют на электрическое или магнитное поле провода. Они нечувствительны к обесточенной проводке. Также бесполезно искать с их помощью проводку с постоянным током.
Комбинированные искатели
Приборы данного вида представляют собой многофункциональные устройства – мультидетекторы. Они могут комбинировать несколько принципов поиска срытой в стене проводки, что существенно расширяет сферу применения и повышает эффективность.
В качестве примера можно привести модель TS-75, показанную на фотографии ниже. Это устройство соединяет в себе функции металлодетектора и электростатического искателя.
Фото: TS-75 – надежный и недорогой мультидетектор проводки
Общий принцип работы
Способ работы настолько прост, что многие умельцы изготавливают кустарные аналоги детекторов. В основе простейшего прибора используется 3 ключевых элемента: датчик измерения электромагнитного поля, индикатор и усилитель. Все перечисленные детали можете найти на радиорынке, они стоят недорого.
Включение электростатических элементов цепи приводит в действие транзистор, который корректирует уровень сопротивления во время наведения затвора на проводку. Детекторы металлов улавливают токи, появляющиеся под воздействием магнитного поля.
Большинство моделей на рынке комплектуются вспомогательными элементами электросети. Они позволяют изменять уровень чувствительности, переключать режимы и прочее.
Профессиональные приборы для поиска
Существует множество методик, позволяющих узнать место прокладки кабелей. Они основаны на использовании приборов, способных детектировать провод без прямого контакта. К ним относятся следующие устройства:
- электромагнитный детектор скрытой проводки;
- индикаторная отвертка;
- металлодетектор;
- мультиметр и полевой транзистор;
- комбинированный детектор.
Электромагнитный детектор скрытой проводки
Электромагнитные детекторы — это профессиональные приборы, выпускаемые для обнаружения проводов. Их работа основана на регистрации переменных электромагнитных полей, идущих от проводника. Данный тип прибора требует, чтобы во время поиска по зондируемому кабелю протекал ток в 5-10 ампер. Это соответствует электрической нагрузке в 1-2 кВт.
Детектор для обнаружения проводов
Электромагнитный прибор для поиска проводки обладает хорошей точностью. Но есть один большой недостаток. Он способен обнаружить провод, если по нему протекает ток. Отыскать таким прибором разрыв цепи не удастся. Соответственно дом должен быть под напряжением, а исследуемая линия не иметь обрыва провода. Детектор такого типа отлично подойдет, если кабель в рабочем состоянии, а вам необходимо сделать отверстие в стене без лишних рисков.
Индикаторная отвертка
Самый дешевый метод обнаружения скрытой проводки. Индикатор стоит порядка 20-30 рублей. Он есть у каждого электромонтажника. Электрики используют его для поиска фазы и нуля. Если прикоснуться индикаторной отверткой к кабелю, она засветится. Дорогие модели способны издавать звуковой сигнал. Независимо от цены, прибор указывает на фазный провод, а на ноль — молчит.
Поиск кабеля с помощью индикаторной отвертки
Транзисторные модификации индикаторных отверток способны светиться без прямого контакта с кабелем. Чувствительность позволяет обнаружить фазный провод на расстоянии до 20 мм. Поэтому, если токоведущая жила находится на незначительной глубине, прибор обнаружит ее
Важно, чтобы провод находился под напряжением, а индикатор был транзисторным
Металлодетектор
Этот прибор часто называют металлоискателем. Он применяется для определения наличия металла в толще земли на глубине около одного метра. Если в стенах нет металлической арматуры, ничего не мешает воспользоваться металлоискателем для поиска проводки.
Применение металлодетектора выигрывает перед другими способами поиска. Для обнаружения провода необязательно, чтобы кабель был под напряжением. Прибор разработан для поиска на больших глубинах, поэтому легко способен найти провод в стене на расстояниях 1-5 см. На такой глубине обычно прокладываются кабеля.
Мультиметр и полевой транзистор
Определение скрытой проводки мультиметром подходит радиолюбителям. Чувствительный элемент для поиска придется спаять своими руками. Помимо измерительного прибора пригодится полевой транзистор. Главное, чтобы его затвор обладал низким напряжением открытия и малой входной емкостью. Например, советские элементы серии КП103 или импортные 2SK241. В качестве прибора допустимо использовать и старый стрелочный тестер.
Мультиметр переводится в режим измерения большого сопротивления. Обычно это диапазоны до 200 ком или 2 Мом. Щупы прибора подключаются к переходу сток-исток. Затвор остается висеть в воздухе. Для повышения чувствительности поиска к нему следует припаять кусочек проволоки. Длина и форма отрезка подбираются опытным путем
Во время сборки устройства необходимо соблюдать осторожность. КП103 — не самые дешевые транзисторы
Они легко повреждаются статическим электричеством.
Комбинированный детектор
Комбинированные искатели скрытой проводки — это класс приборов, обладающих несколькими чувствительными элементами. Например, металлоискатель и электромагнитный детектор в одном компактном корпусе. Два типа сенсора, работая одновременно, исключают недостатки и погрешности друг друга.
Комбинированные приборы стоят дороже своих более простых собратьев. Человек, который ищет неисправность сети, может на свое усмотрение включать или выключать тот или иной тип датчика или пользоваться несколькими одновременно. Все зависит от опыта работы с детектором и состояния исследуемой проводки.
Виды приборов для обнаружения проводки
Собственно, устройства, которые обнаруживают электрические цепи представлены не так уж широко. Называются они трассоискатели (кабелеискатели) и детекторы проводки. Обнаруживают только проводку, но есть другие устройства, которые также могут обнаруживать провода, скрытые под отделочными материалами.
Есть устройства, которые могут найти металлические трубы (и не только)
Трассоискатели
Трассоискатели подключаются к искомой сети, после чего можно искать как проложены провода. Есть модели, который «видят» даже обесточенные провода, металлические трубы водопровода и канализации. Многие из них позволяют искать кабели не только в стенах, но и в земле. Глубина поиска солидная — в стенах до 40 см, в земле — 2,5 метра. Иногда больше, иногда — меньше.
Трассоискатель — отличные прибор для поиска скрытой проводки
Прибор создает электромагнитное поле, на которое реагирует приемник. При приближении на близкое расстояние раздается сигнал (писк). Имеется несколько ступеней чувствительности, изменяя которые от грубой настройки к точно, за несколько проходов определяем точное положение проводов (с погрешностью в несколько сантиметров, но вообще цифра зависит от класса прибора). Недостаток такого оборудования — высокая цена. Для домашнего использования такие траты абсолютно не обоснованы.
Детектор проводки
Если вам надо найти проводку под напряжением, можно использовать недорогой прибор, который чаще всего называют детектором проводки. Он реагирует на электромагнитное поле, которое излучают провода при прохождении по ним тока. Называют его еще указатель, индикатор, обнаружитель. Суть одна — он находит проводку под напряжением.
Недорогой приборчик — детектор скрытой проводки (обнаружитель, искатель)
Недостаток этого прибора для обнаружения проводки понятен: если провод в обрыве, его найти не удастся. Ну, и другие скрытые коммуникации тоже недоступны. Есть у приборов этих еще один минус — слишком широкий диапазон поиска, из-за чего работать очень сложно
При выборе модели обращайте на это внимание — чем уже будет «сектор обзора»,тем работать проще
Портативный металлодетектор
Как известно, все металлы проводят ток. На этом и основана работа метеллодетектора. Он формирует электромагнитное поле, на которое реагируют скрытые в стене или полу металлы. Таким образом можно найти трубы, стойки каркаса гипсокартонной перегородки, даже кладочную сетку в кирпичной или пеноблочной стене. Так как кабели имеют медные или алюминиевые жилы, то и они неплохо определяются устройствами этого типа.
Один из металлоискателей скрытой проводки Bosch 120
Но проблема в том, что при высокой чувствительности он «видит» все, вплоть до гвоздей и саморезов. Если же чувствительность выставить на минимум, есть вероятность не обнаружить проводку. В общем, к работе с надо приспособиться. И еще отрицательный момент — из-за обилия металла с ним очень сложно работать в железобетонных стенах. Отличить проводку от арматуры можно только если вы имеет представление о том, как проходит трасса.
Универсальные (многофункциональные) приборы
Есть прибор для обнаружения скрытой проводки, который также может находить металл не под напряжением, древесину, пластик. Его работа основана на том, что разные материалы имеют различную плотность. Прибор излучает волны определенной длинны и по характеру отраженного сигнала определяет что за материал находится в стене. Информация о том, что именно найдено, отображается на цифровом или жидкокристаллическом дисплее, так что ориентироваться, что именно найдено не очень сложно. Но, как и к любому оборудованию, к этим приборам надо приспособиться.
Универсальные приборы — хорошо все находят, но стоимость высокая
Недостаток оборудования этого типа — с ними сложно работать на стенах, сложенных из материалов с пустотами: пустотелый кирпич, шлакоблоки и т.п. Он реагирует на каждую неоднородность, так что разобраться в картинке будет очень сложно.
Универсальный детектор — это более сложное оборудование и стоимость его значительно выше описанных выше устройств. В этой группе редко встречаются модели бытового класса, практически все модели полупрофессиональные и профессиональные
Обратите внимание, что практически все они требуют настройки перед началом работы. Она заключается в том, что прибор на некоторое время надо приложить к стене, в которой заведомо отсутствуют неоднородности
Это для того, чтобы он мог взять «образец» плотности стены, в которой предстоит искать неоднородности. Без этой настройки врет он капитально, ни в чем уверенным быть нельзя.
