Индикатор напряжения на светодиодах своими руками: схемы с описанием

Пример включения светодиода в выключатель света

Один из распространенных примеров практического использования светодиода в цепи 220 В – индикация выключенного состояния бытового выключателя и облегчения поиска его местоположения в темноте. Светодиод здесь работает при токе около 1 мА – свечение будет неярким, но заметным в темноте.

Схема индикации состояния выключателя.

Здесь лампа служит дополнительным ограничителем тока при разомкнутом положении выключателя, и возьмет на себя небольшую долю обратного напряжения. Но основная часть обратного напряжения приложена к резистору, поэтому светодиод здесь относительно защищен.

4 схемы индикатора напряжения (фазы) на светодиодах своими руками

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.

Вариант для автомобиля

Простая схема для индикации напряжения бортовой сети автомобиля и заряда аккумулятора. Стабилитрон ограничивает ток аккумулятора до 5В для питания микросхемой логики.

Переменные резисторы позволяют выставить уровень напряжения для срабатывания светодиодов. Настройку лучше проводить от сетевого стабилизированного источника питания.

Схема аварийной сигнализации простого индикатора уровня воды

Переполнение резервуара для воды — распространенная проблема, которая приводит к нерациональному использованию воды. Хотя есть много решений для этого, например, шаровые краны, которые автоматически останавливают поток воды, когда резервуар наполняется. Но, будучи энтузиастом электроники, разве вам не понравится электронное решение для нее? Итак, вот простой и удобный учебник DIY по проекту , который поможет вам создать схему, которая будет определять уровень воды и поднимать сигнал тревоги при заполнении резервуара для воды или при достижении заданного уровня.

Эта схема простого транзисторного индикатора уровня воды очень полезна для индикации уровня воды в резервуаре. Когда резервуар наполняется, мы получаем оповещения на определенных уровнях. Здесь мы создали 4 уровня (низкий, средний, высокий и полный), мы можем создавать сигналы для большего количества уровней. Мы добавили 3 светодиода для обозначения трех начальных уровней (A, B, C) и один зуммер для индикации ПОЛНОГО уровня (D). Когда резервуары полностью заполнены, мы слышим звуковой сигнал от зуммера. Если вы хотите улучшить проект, добавив дисплей и автоматическое управление включением и выключением двигателя, вы можете просто добавить микроконтроллер, такой как Arduino, чтобы определять подмены воды и соответственно управлять дисплеем и двигателем. ознакомьтесь с проектом индикатора и контроллера уровня воды на базе Arduino.

Цепь сигнализации переполнения резервуара для воды

Полная принципиальная схема проекта аварийной сигнализации перелива воды приведена ниже. Как видите, схема проста и легка в сборке, поскольку в ней всего несколько основных компонентов, таких как транзисторы, резисторы, светодиоды и зуммер

Мы можем рассматривать весь этот контур как 4 маленьких контура, каждый для индикации / сигнализации, когда был достигнут определенный уровень (A, B, C, D) воды.

Когда уровень воды достигает точки A, цепь с КРАСНЫМ светодиодом и транзистором Q1 замыкается, и КРАСНЫЙ светодиод светится. Точно так же, когда уровень воды достигает точки B, цепь с ЖЕЛТЫМ светодиодом и транзистором Q2 замыкается, и желтый светодиод светится, то же самое происходит с точкой C. И, наконец, когда резервуар заполняется (точка D), цепь с зуммером завершается, и зуммер начинает пищать.

Цепь сигнализации низкого уровня воды — рабочая

Здесь мы используем транзистор (типа NPN) в качестве коммутатора.Первоначально на базу транзистора Q1 не подается напряжение, и транзистор находится в выключенном состоянии, и ток не течет через коллектор и эмиттер, а светодиод не горит (см. Схему ниже, чтобы понять структуру выводов транзистора).

Когда уровень воды достигает точки А в резервуаре, положительный полюс батареи подключается к базе транзистора Q1 через воду. Таким образом, когда положительное напряжение было приложено к базе транзистора Q1, он переходит в состояние ВКЛ, и ток начинает течь от коллектора к эмиттеру.И красный светодиод светится.

Вы можете увидеть резисторы (R1, R2, R3) на базе каждого транзистора, которые используются для ограничения максимального тока базы. Как правило, транзистор полностью переходит в состояние ВКЛ, когда на базу подается напряжение 0,7 В. Также есть резисторы (R4, R5, R6) с каждым из светодиодов, чтобы снизить напряжение на светодиодах, иначе светодиод может взорваться.

То же явление происходит, когда уровень воды достигает точки B. Как только уровень воды достигает точки B, на транзистор Q2 подается положительное напряжение, он включается, и ток начинает течь через ЖЕЛТЫЙ светодиод, и светодиод светится. По тому же принципу, ЗЕЛЕНЫЙ светодиод светится, когда уровень воды достигает точки C.И, наконец, зуммер издает звуковой сигнал, когда уровень воды достигает D.

Обратите внимание, что крайний левый провод в резервуаре должен быть длиннее других четырех проводов в резервуаре, потому что это провод, который подключен к положительному напряжению

Разновидности индикаторных отверток и их особенности

Индикаторы напряжения представлены широким ассортиментом моделей, благодаря которым профессиональные и домашние мастера могут приобрести надежные, универсальные приборы в соответствии со своими предпочтениями, пожеланиями и финансовыми возможностями. К наиболее распространенным их видам относятся следующие модели:

1. Пробник напряжения с неоновой лампой относится к простой модели отвертки индикатора контактного типа. Работа прибора основана на его свечении после попадания электрического тока на жало устройства с поверхности проводника и последующего его прохождения через резистор сопротивления. Вторым контактом в цепи включения неоновой лампочки является торцевая часть рукоятки. Его замыкание происходит на человеке. Свечение неоновой лампы после нажатия пальцем торцевой части ручки индикатора указывает на наличие фазы на контакте розетки, выключателя, бытового прибора или другого источника питания, подлежащего ремонту. Контакт с мастером обеспечивает включение индикаторной лампы. Высокий порог индикации напряжения, составляющий от 60В, относится к недостаткам отверток. Они рекомендованы для определения фазы электрической цепи переменного тока. С их помощью мастер не сможет обнаружить обрывы электрических цепей.
2. Индикаторный тестер со светодиодной лампой отличается низким порогом индикации напряжения. Его идентификация в электрической цепи происходит при значениях, менее 60В. Работа устройства не имеет существенных отличий от функционирования аналогов с неоновыми лампами.
3. Индикаторная отвертка со светодиодом и батарейками относится к категории бесконтактных многофункциональных приборов. Пробник напряжения такого вида дополнен биполярным транзистором и рекомендован для определения фазного провода, мест обрыва электрической цепи, полярности источников постоянного тока. Тестер со светодиодом и батарейками предоставляет возможность находить месторасположение проводки в стенах помещений под слоем отделочного покрытия.
4. Пробник электронного вида с дисплеем и звуковым сигналом относятся к современным моделям указателей напряжения. Работа с компактным устройством не вызывает трудностей. При появлении вопросов по использованию электронной модели отвертки на помощь придет инструкция от производителя. Она входит в комплектацию многофункционального индикатора напряжения.

Использование электронной отвертки не имеет отличий от применения других аналогов отверток, предназначенных для проведения безопасного ремонта электрических сетей, приборов, оборудования. Практическое определение напряжения, мест неисправностей розеток, выключателей и других источников питания при помощи многофункционального прибора всегда можно увидеть на видео в интернете. Владея информацией о том, как пользоваться индикаторной отверткой, всегда можно избежать электрических ударов, воздействие которых представляет опасность для здоровья и жизни человека.

Индикатор напряжения на светодиодах своими руками

Проверка напряжения в цепи – процедура, необходимая при выполнении различного рода работ, связанных с электричеством. Некоторые любители-электрики, а иногда и профессионалы пользуются для этого самодельной «контролькой» – патроном с лампочкой, к которому подсоединены провода.

Хотя такой метод запрещен «Правилами безопасной эксплуатации электроустановок потребителей», он достаточно эффективен при грамотном использовании. Но все же в этих целях лучше пользоваться светодиодными определителями – пробниками. Их можно купить в магазине, а можно изготовить самостоятельно.

В этой статье мы расскажем, для чего нужны эти приборы, по какому принципу они работают и как изготовить индикатор напряжения на светодиодах своими руками.

Для чего нужен логический пробник?

Это устройство с успехом применяется, когда необходимо произвести предварительную проверку работоспособности элементов простой электрической схемы, а также для первичной диагностики несложных приборов – то есть в тех случаях, когда не требуется высокая точность измерений. С помощью логического пробника можно:

• Определить наличие в электроцепи напряжения величиной 12 – 400 В.
• Определить полюса в цепи постоянного тока.

• Произвести проверку состояния транзисторов, диодов и других электрических элементов.
• Определить фазную жилу в электроцепи переменного тока.
• Прозвонить электрическую цепь для проверки ее целостности.

Наиболее простыми и надежными приборами, с помощью которых производятся перечисленные манипуляции, являются индикаторная отвертка и звуковая отвертка.

Пробник электрика: принцип работы и изготовление

Простой определитель на двух светодиодах и с неоновой лампочкой, получивший среди электриков название «аркашка», несмотря на несложное устройство, позволяет эффективно определять наличие фазы, сопротивления в электроцепи, а также обнаруживать в схеме КЗ (короткое замыкание). Универсальный пробник для электрика в основном используется для:

• Диагностики на обрыв катушек и реле.
• Прозвонки моторов и дросселей.
• Проверки выпрямительных диодов.
• Определения выводов на трансформаторах с несколькими обмотками.

Это далеко не полный перечень задач, которые решают с помощью пробника. Но и перечисленного достаточно, чтобы понять, насколько полезно это устройство в работе электромонтера.

В качестве источника питания для этого устройства используется обычная батарейка с показателем напряжения 9 В. Когда щупы тестера замкнуты, величина потребляемого тока не превышает 110 мА. Если же щупы разомкнуты, то устройство не потребляет электроэнергию, поэтому ему не нужен ни переключатель режима диагностики, ни выключатель энергопитания.

Индикатор напряжения на светодиодах своими руками

Светодиоды отлично зарекомендовали себя в роли различных индикаторов. В качестве примера, можно привести промышленно выпускаемый индикатор напряжения «Контакт-55ЭМ». Среди аналогичных приборов, которые можно легко сделать своими руками, авторы обычно ограничиваются узким диапазоном возможного измеряемого напряжения с целью упрощения схемы, поэтому готовые изделия имеют узкое практическое применение.

Назначение элементов и принцип работы

Как видно из рисунка, схема индикатора собрана всего на семи элементах. «Сердцем» устройства является полевой транзистор VT2, включенный как стабилизатор тока и способный выдерживать напряжение до 600 В на переходе сток-исток. В свою очередь на транзисторе VT1 собрана цепь обратной связи стабилизатора, направленная на поддержание тока заданной величины.

Светодиодная контролька работает следующим образом. При касании измерительными щупами контактов под напряжением, в схеме начинает протекать ток, величина которого зависит от напряжения перехода база-эмиттер VT1 (UБЭ) и от сопротивления резистора R2. Так как значение U_БЭ открытого транзистора является константой, то ток стабилизации можно определить по формуле: I_СТ = U_БЭ/R2. Как правило, U_БЭ маломощных транзисторов находится в пределе 0,5-0,6 В. Подставляя в формулу R2 номиналом 560 Ом, получаем ток стабилизации равный примерно 1 мА. Как показывают практические испытания, этого достаточно, чтобы слаботочный светодиод засветился.

Мегаомный резистор R1 служит нагрузкой для VT1, а конденсатор С1 дополнительно защищает светодиод от возможных негативных бросков тока. При проверке переменного напряжения диод VD1 служит выпрямителем, а при замере постоянного – служит защитой от переполюсовки.

Рабочий диапазон устройства определяется техническими характеристиками полевого  транзистора. Минимальный порог срабатывания индикатора зависит от напряжения затвор-исток, которое может быть от 2 до 4 вольт. Это означает, что прибор просигнализирует о наличии разницы потенциалов, величиною более 4 вольт. Максимум измеряемого напряжения ограничен параметром U_СИ = 600 В.

Нюансы в работе индикатора напряжения

Наличие в схеме светодиодного индикатора диода VD1 позволяет определять полярность напряжения в цепях постоянного тока. Если коснуться щупом, припаянным к аноду VD1, плюсового провода, а щупом, припаянным к эмиттеру VT1, минусового провода, то светодиод засветится. Если щупы поменять местами, светодиодный индикатор ничего не покажет.

При проверке напряжения в цепях переменного тока соблюдение полярности не требуется. Светодиод засветится в обоих случаях, но с меньшей яркостью, так как отрицательную часть полуволны не пропустит диод.

Детали сборки

В качестве полевого транзистора используется Power MOSFET IRFBC40 с U_СИ = 600 В, U_ЗИ = 2–4 В. Он является самым дорогим элементом схемы с ценником чуть более 1 доллара. Биполярный транзистор – это всем известный КТ315Б, который можно заменить на КТ3102 с любым буквенным индексом. Диод подойдет любой с обратным напряжением более 600 В, например, 1N4005-1N4007. Конденсатор должен быть неполярным ёмкостью 0,1 мкФ.

Выбор светодиода имеет важное значение. От его способности светиться на малых токах зависит правильность работы индикатора в целом. Поэтому рекомендуется применять к установке сверхъяркий светодиод в прозрачном корпусе 3-5 мм красного свечения

Поэтому рекомендуется применять к установке сверхъяркий светодиод в прозрачном корпусе 3-5 мм красного свечения.

Не стоит забывать об электрической прочности резисторов, на которых во время замера может появляться потенциал в несколько сотен вольт. Предельное рабочее напряжение непроволочных резисторов может колебаться от 100 до 1000 В и во многом зависит от длины самого элемента. Поэтому миниатюрные планарные компоненты придётся оставить для других целей, а здесь лучше применить сопротивление типа МЛТ-0,25. Для повышения надежности во время монтажа R1 и R2 делают составными, заменяя каждый из них двумя последовательно включенными элементами.

Печатная плата

Один из возможных вариантов печатной платы контрольки со светодиодом приведен на рисунке.

Плата выполнена из одностороннего текстолита с использованием деталей в DIP-корпусах. Светодиод для удобства размещают в торце платы. Широкие контактные площадки нужны для надёжного контакта деталей. Имея удлиненную форму размером 12 на 60 мм, готовая сборка легко помещается в корпусе из-под толстого фломастера или маркера. С одного торца располагают светодиод, а с другого выводят два измерительных провода со щупами на концах. Отверстия для проводов обозначены надписью (Control).

Неприятные и курьезные случаи из жизни электрика

Опасная ошибка

Работая релейщиком на ПС-330 кВ в конце 90-х годов пришлось срочно выезжать на аварийное отключение системы шин удаленной подстанции 110/10 кВ.

Прибыв на место происшествия, увидели, что к забору ограждения приставлена лестница. Дверь сооружения с высоковольтным оборудованием открыта, рядом валяется взломанный замок. Внутри КРУН около шин обнаружен мужчина в обгорелой одежде без признаков жизни. Рядом с ним — набор слесарного инструмента и на полу — указатель напряжения типа УНН-90.

Выяснилось, что это электрик ЖКХ, промышлявший воровством цветного металла, который решил поживиться на необслуживаемой подстанции. Но знаний электротехники и ТБ явно не хватило. Он пользовался индикатором напряжения поиска фазы в схеме 0,4 кВ, не соответствующим классу сети. 10 киловольт моментально создало ток, который не выдержало тело пострадавшего…

Затрудненный поиск неисправности

В здании Брежневской постройки из ж/б плит, построенном доблестным стройбатом, проводка выполнена алюминиевой лапшой, разбросанной по полу под лагами деревянного пола. Для освещения комнат провода выводятся с верхнего этажа на нижний через отверстие в полу/потолке. Соединения сделаны скрутками без распределительных коробок.

Владельцы квартиры попросили исправить розетку около телевизора, который периодически отключался. Указатель ИН-90 показал фазу. Проверил контакт нуля прозвонкой цепи. Вроде бы все нормально, а телевизор не включается. Замерил напряжение в розетке тестером: вместо 220 между фазой и нулем оказалось 100 вольт. Пришлось разбираться в клубке запутанных проводов в трех разных местах.

В итоге обнаружен облом одной жилы фазы на месте изгиба провода и касание между собой обгорелых подвижных концов, которые при нагрузке отодвигались.

Разновидности

Какие же бывают индикаторные отвертки? Тут можно выделить три основных вида:

Классические

Наипростейшая индикаторная отвертка

Именно этот тестер мы выше уже и рассмотрели с вами.

В его преимущества можно записать:

1. Практичность и долговечность. Этот элементарный прибор может годами хранится среди ваших инструментов, не требуя к себе никакого внимания, и выручать в моменты необходимости проверки электрических цепей;
2. Низкая цена. Простота устройства наглядно демонстрирует то, что больших ресурсов для создания такого прибора не требуется, следовательно, и дороговизне тут взяться неоткуда;
3. Элементарная инструкция эксплуатации. Воткнули жало в розетку и приставили палец к контактной пластине. Что может быть проще? Загорелась лампочка – фаза, не загорелась – ноль или обрыв.

Но также есть и недостатки:

1. Высокий порог ощущаемого напряжения. Инструмент точно сработает лишь при наличии в сети шестидесяти и более вольт;
2. Наличие только контактного метода тестирования.

Со светодиодом

Отвертка на батарейках и со светодиодом

Внешне данные приспособления ничем не отличаются от выше рассмотренных изделий.

А вот зато внутри они дополнены батарейкой и биполярным транзистором:

Схема устройства индикаторной отвёртки со светодиодом и автономным источником питания

Сверху модель со светодиодом и батарейкой, а снизу – классическая

Касаться контактной пластины в этом случае при тестировании розетки не нужно.

Кроме этого можно отметить ещё ряд положительных сторон:

1. Возможность применения бесконтактного метода для проверки движения электрического тока в проводке. Для этого достаточно поднести обратную сторону отвёртки вплотную к изоляции провода;

Демонстрация того, как проверить наличие напряжения в силовом элементе бесконтактным способом

1. Расширение области применения прибора:

• Теперь можно проверить кусок провода на наличие разрыва, попросту приложив его оголённые концы к щупу и контактной пластине соответственно;
• Протестировать цоколь лампы, дотронувшись жалом до него;

Демонстрация того, как пользоваться индикаторной отверткой при тестировании цоколя

Узнать о попадании электрического тока на корпус металлического оборудования. В этом случае также потребуется прикоснуться к нему рабочей частью;
Во всех упомянутых случаях светодиод весело вам «подмигнёт»;

1. Возможность проверки силовых элементов, напряжение которых составляет даже менее 60 В.

Но есть и минусы, связанные с таким апгрейдом:

1. Чрезмерная чувствительность системы играет не только в плюс, но и в минус. Лампочка может загораться даже тогда, когда в исследуемом объекте нет электрического тока. Поэтому перед тем, как пользоваться отверткой-индикатором, снабжённой батарейкой, убедитесь в том, что рядом ничто не сможет повлиять на производимые замеры;
2. Зависимость от батарейки. Периодически придётся менять автономный источник питания.

Универсальные

Универсальная индикаторная отвертка

Внутри этого прибора уже можно обнаружить микросхему, расширяющую его возможности.

Так, например, у него имеется три режима работы, которые выставляются путём переключения специального ползунка на соответствующую отметку:

• «О» – наличие напряжения при осуществлении контактного тестирования оповещается путём включения встроенной лампочки;
• «L» – бесконтактная проверка наличия тока с низкой чувствительностью. Также сопровождается появлением зелёного света на индикаторе;
• «Н» – бесконтактное тестирование с высокой чувствительностью, позволяющее обнаружить силовые линии даже под слоем штукатурки, что сопровождается не только зажжённой лампочкой, но также и звуковым сопровождением.

Так что пользоваться индикаторной отвёрткой такого типа очень удобно и результативно.

Из отрицательных сторон следует выделить:

• Относительно высокую стоимость. Дополнительные элементы в строении прибора, конечно же, увеличивают себестоимость продукта;
• Частую замену батареек. Расход питания у таких инструментов достаточно большой.

Идеальный индикатор для трейдера

Встает вопрос, если EMA уже работает на пределе возможностей и показывает наиболее актуальные изменения цены, то почему трейдеры не используют EMA постоянно? Дело в том, что для EMA вообще не важно, насколько продолжителен изучаемый тренд. Любой более-менее значительный ценовой всплеск кардинально изменяет направление прогноза, что может сильно вводить в заблуждение и привести к потерям. Выходит, что трейдерам не обязательно иметь индикаторы с малым запаздыванием – нам нужен некоторый баланс между малым временем реакции и фильтрацией ложных выбросов

Самая известная из подобных разработок – это адаптивная скользящая средняя – AMA. Вариаций ее тоже достаточно много

Выходит, что трейдерам не обязательно иметь индикаторы с малым запаздыванием – нам нужен некоторый баланс между малым временем реакции и фильтрацией ложных выбросов. Самая известная из подобных разработок – это адаптивная скользящая средняя – AMA. Вариаций ее тоже достаточно много.

Подключение светодиода к сети 220 В на примере выключателя с подсветкой

Сейчас уже никого не удивишь выключателем с интегрированной подсветкой в виде светодиода. Разобрав его и разобравшись мы получим еще один способ, благодаря которому можем подключить любой светодиод к сети 220 В.

Во всех выключателях с подсветкой используется резистор с номиналом не менее 20 кОм. Ток в этом случае ограничивается порядка 1А. При включении в сеть такой светодиод будет светиться. Ночью его легко можно различить на стене. Обратный же ток в этом случае будет очень маленьким и не сможет повредить полупроводник. В принципе, такая схема также имеет право на существование, но свет от такого диода будет все-таки ничтожно маленьким. И стоит ли овчинка выделки — не понятно.