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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK
Ein einfacher versteckter Kabelsucher ohne Stromquelle. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Handbuch für Elektriker Im Alltag ist es manchmal notwendig, die Lage elektrischer Leitungen in Wänden oder Decken von Gebäuden zu bestimmen. Die Zeitschrift „Radio“ veröffentlichte viele Artikel, in denen solche Geräte beschrieben wurden, sowohl als eigenständige Geräte [1-6] als auch als Anbaugeräte an ein Multimeter [7, 8]. Allerdings benötigen sie alle eine Stromquelle oder werden von einem Multimeter gespeist, das allerdings auch über eine eigene Quelle verfügt. Ist es möglich, einen Sucher zu bauen, der keine Stromquelle benötigt? Es ist klar, dass ein solches Gerät mindestens über eine Anzeige verfügen muss. Es ist auch intuitiv klar, dass dieser Indikator mikroleistungsstark und vorzugsweise optisch sein sollte. Aus dem gesamten Sortiment können Sie zwischen Gasentladungslampen (Neon), LEDs und LCDs wählen. Neonlampen haben einen Strom von Zehntel Milliampere, aber die Zündspannung ist sehr hoch – mehrere zehn Volt. Unter den LEDs finden sich Geräte mit einem Strom von Zehntel Milliampere und einer Spannung von 1,5...2 V. Am sparsamsten sind jedoch laut Autor LCDs. Sie verbrauchen Strom im Bereich von mehreren zehn (manchmal Hunderten) Mikroampere bei einer Spannung von einem Volt. Darüber hinaus benötigen sie im Gegensatz zu LEDs keine konstante Spannung, sodass kein Gleichrichter erforderlich ist. Der Indikator ist also ausgewählt. Was kommt als nächstes? Wie kann ich dafür sorgen, dass das Vorhandensein eines elektrischen Wechselfelds angezeigt wird, wenn der Sucher keine galvanische Verbindung mit der Verkabelung haben darf? Denken Sie daran, dass die elektrische Verkabelung normalerweise mit einem Kabel mit zwei oder drei isolierten Drähten mit einem Durchmesser von 1 bis 2 mm und allgemeiner Isolierung erfolgt. Einer der Drähte ist neutral oder neutral, der zweite ist eine Phase mit einer effektiven (effektiven, effektiven) Spannung von 230 V relativ zu Null, der dritte ist geerdet (in einem zweiadrigen Kabel ist er nicht vorhanden). Manchmal, äußerst selten, kommt es vor, dass die Spannung im Netzwerk durch zwei Phasendrähte gebildet wird. In jedem Fall können wir davon ausgehen, dass in einem bestimmten Abstand von den Drähten, der ihren Durchmesser und den Abstand zwischen ihnen überschreitet, durch zwei Drähte mit einer Spannung von 230 V zwischen ihnen ein elektrisches Wechselfeld entsteht.
Wenn man bedenkt, dass das LCD als Element eines Stromkreises einem Kondensator ähnelt [9], betrachten wir die Schaltung in Abb. 1. Darin ist das LCD die Kapazität des LCD (ein Element im Verhältnis zum gemeinsamen Ausgang); 1 und 2 - Netzwerkkabel; 3 und 4 - Punkte, an die die LCD-Ausgänge angeschlossen sind; C1-C4 sind Kondensatoren, die aus Netzwerkkabeln und Verbindungspunkten für LCD-Anschlüsse bestehen. Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass in erster Näherung bei einem großen Abstand, der den Abstand zwischen den Netzwerkkabeln überschreitet, die Kapazität der Kondensatoren C1-C4 als gleich angesehen werden kann, erhalten wir C=CLCD (ULCD/(Uc - ULCD)), wobei C die Kapazität der Kondensatoren C1–C4 ist; ULCD - Spannung am LCD; Uc - Netzspannung. Als Indikator wurde ein einstelliges Sieben-Element-LCD FP-056P ausgewählt. Messungen haben gezeigt, dass die Kapazität seines Elements g relativ zum gemeinsamen Anschluss etwas weniger als 80 pF beträgt und die „Zündspannung“ des Elements 3 V nicht überschreitet. Wenn wir diese Werte in die Formel einsetzen, stellen wir fest, dass die Die Kapazität der Kondensatoren C1-C4 sollte mindestens 1 pF betragen. Eine solche Kapazität kann beispielsweise durch ein Kabelstück mit zwei Adern mit einem Durchmesser von 1 mm und einer Gesamtisolierung von ca. 150...200 mm Länge im Abstand von 20 mm von den Netzwerkdrähten bereitgestellt werden. Es sollte jedoch berücksichtigt werden, dass ein solches Kabel eine eigene lineare Kapazität hat, die zur LCD-Kapazität addiert werden sollte, da sie parallel geschaltet sind. Beispielsweise beträgt die gemessene lineare Kapazität eines Kabels mit zwei Adern mit einem Durchmesser von 1 mm, einem Abstand zwischen ihnen von 2 mm und einer PVC-Isolierung etwa 70 pF/m. Das bedeutet, dass ein 150 mm langes Stück eines solchen Drahtes eine Kapazität von etwa 10...15 pF hat. Experimente haben gezeigt, dass in realen Situationen zur Suche nach versteckten Leitungen die Länge der Suchdrähte mindestens 350...400 mm betragen muss. Das Arbeiten mit einem solchen Sucher ist äußerst umständlich, außerdem muss die elektrische Verkabelung gerade Abschnitte dieser Länge aufweisen, was in der Praxis nicht immer erreicht wird. Es ist natürlich möglich, die Drähte in größerem Abstand voneinander zu platzieren und dadurch ihre eigene Kapazität zu verringern, aber wie Experimente zeigen, kann die Länge der Drähte ohne Verringerung der Empfindlichkeit nicht wesentlich reduziert werden. Ist es möglich, die Drähte durch etwas anderes zu ersetzen? Aus den theoretischen Grundlagen der Elektrotechnik ist bekannt, dass die Kapazität eines Drahtes über einer unendlichen Leiterebene doppelt so groß ist wie die von zwei Drähten, die den gleichen Abstand voneinander haben. Es kann davon ausgegangen werden, dass die Kapazität eines Drahtes, der sich über einer Platte endlicher Breite befindet, einen Zwischenwert zwischen diesen Extremfällen haben wird. Folglich können die Drähte durch Platten ersetzt werden, die für die erforderliche Kapazität sorgen sollen. Das Problem der Berechnung der Kapazität zwischen zwei in derselben Ebene liegenden Platten gleicher Breite wurde in [10] gelöst. Es gibt auch ein Diagramm, das die Abhängigkeit der linearen Kapazität vom Verhältnis des Plattenabstands zur Plattenbreite zeigt (Abb. 9.4 auf S. 227). Bitte beachten Sie, dass Sie den Kapazitätswert aus diesem Diagramm mit 8,86 multiplizieren müssen, um die lineare Kapazität in Pikofarad pro Meter zu erhalten. Vorläufige Berechnungen haben gezeigt, dass zur Anzeige des Vorhandenseins eines elektrischen Wechselfeldes in einem Abstand von etwa 20 mm von den Drähten Platten mit einer Breite von 15...20 mm ausreichen (bei breiteren Platten erhöht sich die Empfindlichkeit, aber die Eigenkapazität und die Abmessungen nehmen zu und die Genauigkeit der Bestimmung des „Standorts“ des Netzwerks verschlechtert sich. Kabel) mit einem Abstand von 2...3 mm zwischen ihnen und einer Länge von 200...250 mm. Eine Vergrößerung der Plattenlänge führt auch zu einer Erhöhung der Empfindlichkeit des Gerätes.
Auf dieser Grundlage wurde beschlossen, den Sucher auf einer Leiterplatte zu montieren. Seine Zeichnung ist in Abb. dargestellt. 2, es besteht einseitig aus Glasfaserfolie mit einer Dicke von 1,5 mm. In der Plattenmitte wird parallel zu den Breitseiten die Folie auf einer Breite von 2 mm abgezogen. Die resultierenden zwei Bereiche sind die Punkte 3 und 4 in Abb. 1. Messungen ergaben, dass die Kapazität zwischen zwei Pads mit einer Länge von 205 mm und einer Breite von 16,5 mm jeweils etwa 6 pF beträgt. Die lineare Kapazität beträgt etwa 30 pF/m, was mehr als der Hälfte der linearen Kapazität der beiden Drähte in gemeinsamer Isolierung entspricht wurden oben in der Rede besprochen. Der gemeinsame LCD-Pin ist mit einem Pad auf der Platine verlötet, und der Pin von Element g ist mit dem anderen verlötet. Dies geschieht so, dass das g-Element die Richtung der elektrischen Netzwerkdrähte angibt. Ein solcher Finder „erkennt“ sicher das Vorhandensein elektrischer Leitungen in einem Abstand von 15...20 mm, was für die Praxis völlig ausreichend ist. Wenn ein „leuchtendes“ Element für jemanden nicht ausreicht, können Sie zwei an den Rändern befindliche Elemente verbinden – die Elemente a und d (Pins 7 und 2 des FP-056P LCD), wobei der gemeinsame Pin unverbunden bleibt. In diesem Fall verdoppelt sich die „Zündspannung“, aber die Gesamtkapazität des LCD verringert sich um die Hälfte, da seine Elemente in Reihe geschaltet werden. Experimente mit einem solchen Einschluss zweier Elemente zeigten, dass sich die Empfindlichkeit des Suchers zwar nicht merklich änderte, jedoch ein „unangenehmer“ Effekt im Zusammenhang mit dem chaotischen und unvorhersehbaren Einschluss nicht verbundener Elemente auftrat, der jedoch als positiv angesehen werden kann, da es einen zusätzlichen Effekt gibt Hinweis auf das Vorhandensein eines elektrischen Wechselfeldes. Der Finder ist sehr einfach zu bedienen: Sie müssen das Brett an der Wand befestigen und es bewegen, indem Sie es in kleinen Winkeln in entgegengesetzte Richtungen drehen. Basierend auf dem maximalen „Glühen“ des Elements oder der Elemente wird die Position der elektrischen Leitungen bestimmt (Abb. 3).
Sie können die Empfindlichkeit erhöhen (den Abstand vergrößern, in dem der Sucher die elektrische Verkabelung „fühlt“), indem Sie eines der Platinenpads mit Ihrem Finger berühren. In diesem Fall ist einer der LCD-Anschlüsse über eine menschliche Kapazität mit der Erde verbunden. Da in den meisten Fällen auch der Neutralleiter der elektrischen Verkabelung mit der Erde verbunden ist, kann die Kapazität der Kondensatoren C1 und C3 (oder C2 und C4, je nachdem, welchen LCD-Pin Sie berühren) für den normalen Betrieb des Suchers geringer sein. Dies ist zwar nur möglich, wenn die Leistungsfähigkeit einer Person größer ist als die Leistungsfähigkeit von C1 und C3 (oder C2 und C4), was nicht immer der Fall ist. Dies hängt zunächst von der Umgebung ab, vom Standort der Person im Verhältnis zu geerdeten Bauwerken, hauptsächlich Heizungsrohren und Sanitär- oder Stahlbetonkonstruktionen, sowie vom Standort der elektrischen Leitungen selbst. Auf jeden Fall ist es einen Versuch wert! Literatur
Autor: I. Poduschkin
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