klevoz.ru страница 1
скачать файл
Юлія Малюта

Тернопільський державний технічний університет ім. І. Пулюя

(науковий напрям: Електронна техніка та прилади)
ОПТИМІЗАЦІЯ КОНСТРУКЦІЇ ПРИЛАДУ ВІДШУКАННЯ

ПРИХОВАНОЇ ЕЛЕКТРОПРОВОДКИ
КЛЮЧОВІ СЛОВА: прихована електропроводка, прилад, електрична схема.
Вступна частина

Знаходження силових кабелів підведення електроструму, як і у домашніх так і у виробничих приміщеннях є одною із важливих проблем у повсякденному житті.

У даний час існує велика кількість приладів які вирішують дану проблему

(“XENOX MV-9”, “ОСП” і інші [1]). Вони мають певні переваги, але у свій час і суттєві недоліки. Одним із ряду недоліків є їх висока вартість. Запропонований роз­ро­б­ле­ний при­лад, на мою думку, є оп­ти­ма­ль­ним вирішенням проблеми. У порівнянні із прототипами розроблений прилад є не до­ро­гий, про­с­тий у ви­ко­ри­с­тан­ні, ефе­к­ти­в­ний при зна­хо­джен­ні прихованої еле­к­т­ро­про­во­д­ки.


Основна частина

Ознайомлення із приладами для знаходження прихованої електропроводки

Перед розробкою власного приладу я провела аналіз вже існуючих приладів для відшукання прихованої електричної проводки.



1.Зі світловим індикатором.

Такі прилади переважно мають невеликі розміри. Це може бути “пла­с­т­ма­со­вий фу­т­ляр для ав­то­ру­ч­ки”, у яко­му роз­мі­с­ти­ли­ся два га­ль­ва­ніч­них еле­ме­н­ти 316 і пла­та з ра­діо­де­та­ля­ми. Ва­р­то під­не­с­ти один із кі­н­ців фу­т­ля­ра, у яко­му вста­но­в­ле­на пла­та, до не­спра­в­ної ла­м­пи гі­р­ля­н­ди, як від­ра­зу ж спа­ла­х­не сві­тло­ді­од шу­ка­ча. Але він не має мо­ж­ли­во­с­ті ре­гу­лю­ва­ти чу­т­ли­во­с­ті при­ла­ду, та­кож в ньо­му від­су­т­ній зву­ко­вий ін­ди­ка­тор, що не до­дає зру­ч­но­с­ті в ви­ко­ри­с­тан­ні.



2. Зі звуковим індикатором.­

Такий прилад не має на вхо­ді польо­во­го тра­н­зи­с­то­ра, що об­ме­жує йо­го чу­т­ли­вість, а та­кож у ньому від­су­т­ній сві­т­ло­вий ін­ди­ка­тор. Оскі­ль­ки спо­жи­ва­ний шу­ка­чем струм у не­ро­бо­чо­му ста­ні не пе­ре­ви­щує де­кі­ль­кох мі­к­ро­ам­пе­рів, ви­ми­кач живлення від­су­т­ній. [2]



3. Шукач прихованої електропроводки­.

Ви­зна­чи­ти мі­с­це про­хо­джен­ня прихо­ва­ної еле­к­т­ри­ч­ної проводки в стінах приміщення допоможе порівняно простий шукач, виконаний на трьох транзисторах

Принцип дії шукача заснований на тому, що навколо електричного проводу утвориться електричне поле — його уловлює шукач. [3]

4. Мікроконтролерний шукач електропроводки.

У мікроконтролерному шукачі проводки розробником ужиті заходи, що підвищують надійність її виявлення. Ідея даного пристрою полягає у визначенні не тільки наявності електромагнітного поля, але і частоти його коливань. Це дозволяє відрізнити поле частотою 50 Гц, ха­ра­к­те­р­ної для еле­к­т­ро­ме­ре­жі, від всіх ін­ших по-лі­в. Ре­а­лі­за­ція ідеї в ана­ло­го­вій фо­р­мі при­во­дить до зна­ч­но­го ускла­д­нен­ня при­строю за ра­ху­нок вве­ден­ня в ньо­го фі­ль­т­рів, що виділяють сигнали тільки однієї частоти. Мікроконтролер виконує всі потрібні операції в цифровій формі. Про­гра­ма мі­к­ро­ко­н­т­ро­ле­ра на­пи­са­на мо­вою С і транс­льо­ва­на в код, що ви­ко­ну­єть­ся, ком­пі­ля­то­ром HI-TECH PICC Compiler v8.01PL3. Во­на скла­да­єть­ся з го­ло­вно­го про­гра­м­но­го ци­к­лу і де­кі­ль­кох під­про­г­рам: іні­ці­а­лі­за­ції мі­к­ро­ко­н­т­ро­ле­ра, ви­три­м­ки ча­су, ви­мі­ру ча­с­то­ти. Про­бле­ма в ви­го­то­в­лен­ні та­ко­го при­ла­ду по­ля­гає в то­му, що для про­гра­му­ван­ня мі­к­ро­ко­н­т­ро­ле­ра по­трі­б­но за­сто­со­ву­ва­ти спе­ці­а­ль­ні про­гра­ма­то­ри. [4]



5. Малогабаритний шукач прихованої електропроводки.

Від­шу­кан­ня прихо­ва­ної еле­к­т­ро­про­во­д­ки, ло­ка­лі­за­ція мі­с­ця об­ри­ву або за­ми­кан­ня в ка­бе­лях і про­во­дах, без­ко­н­та­к­т­на ін­ди­ка­ція фа­зи, пе­ре­ві­р­ка пра­це­зда­т­но­с­ті ге­не­ра­то­рів, що пра­цю­ють на зву­ко­вих ча­с­то­тах, — от да­ле­ко не по­вний спи­сок мо­ж­ли­во­с­тей при­ла­ду. Стру­к­ту­р­ні схе­ми шу­ка­чів прихо­ва­ної еле­к­т­ро­про­во­д­ки (ШСЕ) у ці­ло­му ви­гля­да­ють прак­ти­ч­но од­на­ко­во. Во­ни мі­с­тять да­т­чик, ре­гу­ля­тор чу­т­ли­во­с­ті, під­си­лю­вач і ін­ди­ка­тор. Як да­т­чи­ки ви­ко­ри­с­то­ву­ють­ся від­рі­з­ки про­во­ду, сму­ж­ки фо­ль­ги або ли­с­то­во­го про­ві­д­но­го ма­те­рі­а­лу відносно ве­ли­ких роз­мі­рів. У такому приладі відсутня антена, а отже, датчик не буде реагувати на слабкі електричні поля.



6. Шукач прихованої електропроводки на базі цифрового мультиметра.

Якщо є цифровий мультиметр зі звуковою індикацією, його можна без особливих проблем перетворити в шукач прихованої мережної або радіотрансляційної проводки. Але для цього знадобиться пропонована приставка. В даний час кишенькові цифрові мультиметри стають усе більш розповсюдженим завдяки порівняно невисокій вартості і гарним електричним параметрам. Багато з них має різні сервісні функції, зокрема, "звукова прозвонка". Це — режим, при якому прилад видає звуковий сигнал, якщо опір ланцюга, що перевіряється, не перевищує якого-небудь фіксованого значення.

Так, у мультиметрах М832 і М838 (робота з такими мультиметрами не є зручною у користуванні) звуковий сигнал буде лунати, якщо опір ланцюга складає 1 кОм і менше. Використовуючи цей режим роботи приладу, можна створювати різні пристрої побутового призначення, наприклад, пропонований шукач прихованої проводки. Він розроблений на основі ідеї, викладеної у статті В. Огнева "Простий шукач прихованої проводки" ("Радіо", 1991, №8, с. 85). Вона полягає в тому, що як датчик використовується польовий транзистор, опір каналу якого здатний змінюватися під дією наведеної змінної напруги на ланцюг затвора. Реалізації такого пристрою сприяє та обставина, що на вхідних гніздах мультиметра в режимі прозвонки є присутня напруга біля ЗВ, яку можна подати на транзистор.

7. Шукач схованої електропроводки на логічній мікросхемі

Багато приладів, що дозволяють знайти місцезнаходження й ушкодження прихованої електропроводки, складаються з датчика-антени, що приймає змінне електричне поле, підсилювача і звукового або стрілочного індикатора. Для ефективної роботи ємнісної антени підсилювач повинний мати великий вхідний опір, що часто досягається включенням на вході витокового повторювача на польовому транзисторі. Розміри і форму датчика-антени вибирають у залежності від необхідної чутливості й зручності користування приладом.[5]



8. Безконтактний сигналізатор напруги в касці.

Безконтактні сигналізатори високої напруги являють собою портативні автономні прилади, що вимірюють напруженість електричного поля. При перевищенні визначеного рівня напруженості сигналізатори подають світловий або звуковий сигнал.

Такі прилади, розміщені в касках електромонтерів, забезпечують тривожний попереджувальний звуковий сигнал при наближенні голови людини до струмоведучих частин, ближче встановлених норм, що істотно підвищує електробезпечність обслуговуючого персоналу. Розміщати сигналізатор зручніше в касці, тому що в цьому випадку при малій потужності звукового сигналу він може ефективно впливати на слух.

У сигналізаторі антена підключена безпосередньо до входу граничного пристрою, що керує роботою генератора звукових сигналів. Граничний пристрій, виконаний на польовому транзисторі, високий вхідний опір якого узгоджується з вихідним опором антени.

С
игналізатор, принципова схема якого представлена на Рис.1, містить
Рис.1

прийомну антену W1, граничний пристрій на транзисторах V1 і V2, інтегратор С2, R7, електронний ключ на транзисторі V3, звуковий генератор на транзисторах V4 і V5 і пристрій контролю справності, керований перемикачем S1.

Сигналізатор працює в такий спосіб. У вихідному режимі транзистори V2, V3, V4, V5 закриті, і прилад практично не споживає енергії. При наближенні до струмоведучих частин, що знаходиться під напругою, в антені W1 наводиться ЕРС. Резистор R2 підібраний так, що при наближенні антени до струмоведучих частин ближче встановлених норм амплітуда наведеної ЕРС стане більше напруги відсічення польового транзистора VI. Тоді при кожній позитивній на півхвилі наведеної ЕРС транзистор VI закривається, a V2 відкривається. При цьому переключення граничного пристрою відбувається релейно внаслідок позитивного зворотного зв'язку через резистор R5. На колекторі транзистора V2 з'являються прямокутні імпульси напруги частотою 50 Гц. Ці імпульси згладжуються інтегратором С2, R7, у результаті чого транзисторний ключ V3 надійно відкривається й подає живлення на звуковий генератор, і мініатюрний телефон В1 подає тривожний звуковий сигнал. Частота коливань звукового генератора задається резистором R10 і конденсатором СЗ і дорівнює 1,5—3 кГц.

За допомогою пристрою контролю справності можна перевірити працездатність сигналізатора. Для цього на вхід граничного пристрою подається короткочасний імпульс позитивної полярності через перемикач S1. При замиканні нижніх за схемою контактів S1 конденсатор С1, попередньо заряджений по ланцюзі R1C1R2, підключається до корпуса, і на затвор транзистора VI подається позитивний потенціал, що викликає спрацьовування сигналізатора на час розрядки конденсатора С1.Стабілітрон V6, підключений до входу граничного пристрою, служить для захисту транзистора VI від пробою. Сигналізатор живиться від чотирьох акумуляторів G1 Д-01 загальною напругою 4,8 В. Для підзарядки акумуляторів передбачене роз’єм X1. Зарядний пристрій можна використовувати будь-який з вихідним струмом 15 мА. Час зарядки не менш 8 год. У режимі мовчання сигналізатор споживає струм 0,5 мА, а в режимі індикації не більш 10 мА, що забезпечує тривалість безперервної роботи не менш 50 год. Маса приладу 90 г.

Польовий транзистор VI КП103 може бути з будь-яким індексом, але при цьому потрібно підібрати резистор R5, опір якого змінюється від 330 Ом (КП103Е) до 1,2 кОм (КП103М). Транзистор V2 — обов'язково кремнієвий. Граничний пристрій може бути зібраний також на польовому транзисторі з n-каналом і на біполярному транзисторі n-р-n типу (V2). При цьому змінюється полярність його живлення.

Налагодження сигналізатора зводиться до установки максимальної гучності звукового генератора і необхідного порогу спрацьовування. Гучність звучання мікротелефону максимальна при шпаруватості прямокутних імпульсів генератора, рівної 2, якої домагаються підбором резисторів R10 і R11.

Необхідний поріг спрацьовування сигналізатора встановлюють підстроювальним резистором R3. Якщо діапазон регулювання за допомогою резистора R3 недостатній, необхідно змінити опір резистора R2. [6]

Розробка схеми електричної принципової і конструкції приладу

Прилад, який я розробила призначений для електромонтерів мережі кабельного телебачення “Тернопільські телесистеми”. При розробці приладу за основу була взята схема Рис.1. Вона призначена для електромонтерів, які працюють із лініями електропередач до 100 кВ. Тому логічним у цій схемі є пристрій для контролю справності приладу. Лінії електропередач до 100 кВ являють собою велику небезпеку для життя людини. В нашому випадку це є зайвим, оскільки ми можемо перевірити справність приладу біля відкритої еле­к­т­ро­про­во­д­ки, заздалегідь знаючи, що там наявна напруга. Прилад був удосконалений введенням світлового індикатора. При відпрацюванні схеми практика показала, що краще всього світлодіод HL1 поставити в розрив колектора транзистора V2 Рис.2.




Рис.2

В
макетному варіанті було помічено, що при наявності малого електричного поля світлодіод починає світитися, а звуковий генератор, ще не запустився. Що є позитивним в роботі приладу. Замість вимикача S1 поставлена кнопка, яка дає змогу заощаджувати батарею живлення приладу. Згідно даної схеми була розроблена друкована плата Рис.3 і схема розміщення радіодеталей Рис.4.






Рис.3 Рис.4


Рис.5


Прилад має такі габаритні розміри: 115х60х35мм.

Розроблений прилад має можливість регулювати його чутливість, світловий і звуковий індикатори. Також в не робочому стані джерело живлення відключене від схеми, що дозволяє заощаджувати батарею живлення. Розроблений прилад має такі основні параметри, як струм споживання при експлуатації 10 мА, що дає змогу експлуатувати батареї типу А316 продовж 1 - 1,5 років при різних інтенсивності експлуатації. Прилад дозволяє знаходити приховану електропроводку на глибині до трьох сантиметрів за рахунок регулятора чутливості. Цей прилад можна легко виготовити самому, адже необхідні деталі є дешевими і не дефіцитними.


Висновок

Опра­цьо­ву­ю­чи да­ну те­му на­у­ко­во-­до­с­лі­д­ни­ць­кої ро­бо­ти було проведено аналіз вже існуючих приладів прихованої електричної проводки. За до­по­мо­гою цих приладів мо­ж­на від­шу­ка­ти також й ар­ма­ту­ру, тру­бо­про­во­ди, пу­с­то­ти, об­рив та ко­ро­т­ке за­ми­кан­ня. Ці при­ла­ди є на­дій­ни­ми помічниками при про­ве­ден­ні ре­мо­н­т­них ро­біт в оселях і на ви­ро­б­ни­ц­т­ві. На основі аналізу був розроблений власний прилад для відшукання прихованої електричної проводки для електромонтерів мережі кабельного телебачення “Тернопільські телесистеми”. Він пройшов успішні випробування в реальних умовах і знайшов своє практичне застосування в роботі електромонтерів.


Список використаних джерел

1. http://www.conrad.spb.ru/ і http://www.conrad.ru/.

2. Д. Болотник м. Са­ла­ват Ба­ш­кир­сь­кої АРСР, Д. Приймак . Па­в­ло­дар

Жу­р­нал РА­ДІО №11, 1988р. Ст.56-57.

3. А. Борисов м. Но­во­си­бірськ Жу­р­нал РА­ДІО №8,1991р. Ст.76-78.

4. М.Потапчук м.Рівне, Україна < ftp://ftp.radio.ru/pub/2006/02/prov.zv> Редактор — А. Довгий, графіка — А. Довгий. Журнал РАДІО №2,2006р. Ст.44-45.



5. Мастерская радиолюбителя. Выпуск 33. Мельник М.М.

6. Е. Фигурнов, Н. Азаров, А. Бочев, С. Голутвин. В помощь радиолюбителю Випуск 77 Издательство ДОСААФ СССР, 1982г.
скачать файл



Смотрите также:
Оптимізація конструкції приладу відшукання прихованої електропроводки ключові слова
90.45kb.
Тема: Технологія виготовлення вишитих виробів
125.66kb.
+556. 52/55 методологічні основи еколого-гідроморфологічного аналізу екосистем великих рівнинних водосховищ
199.44kb.
Досліджується феномен консьюмеризму як визначальної характеристики сучасного суспільства, його вплив на формування ціннісних орієнтацій, культури людини-споживача, втрати нею власної ідентичності
203.52kb.
Завдання інтернет-олімпіади з географії 10 клас І рівень
82kb.
Скандинавские слова Английские слова
40.42kb.
Не можна прив'язувати до електропроводки мотузки, проводки, тому що вони можуть по-шкодити ізоляцію і викликати коротке замикання
12.46kb.
2 Головна мета та ключові індикатори виконання Програми
2177.62kb.
Задание 5-7 классы За разгаданное слово 1 балл. За разгаданное слово с определением 2 балла. Задание 1
39.99kb.
Основа — это часть изменяемого слова без окончания. В основе слова заключено его лексическое значение. Окончание
16.08kb.
1. Теоретичексие вопросы
134.91kb.
1. Отгадайте загадку. Определите, сколько раз в ней встречается звук
72.48kb.