DIY:非接觸式交流電線檢測器
最近老爸給我看了一支國外影片1,內容是關於製作一個佈線檢測器,而他平常幫人修理東西常常都是電源線裡面的斷線,所以他就問我有沒有辦法製作一個可以檢驗電器AC電源線是否斷線的小工具,這樣他以後哪邊斷線直接在那邊重新接線即可。
展示佈線檢驗器的國外影片 (取至 YouTube)
非接觸式交流電線檢測器如何工作?
在開始進行實驗之前,先來了解一下影片中的工作(這個小電路也要分析,太誇張了),影片並沒有使用很難的技術,而是電磁感應並搭配電晶體去放大信號,來達成上述檢驗AC電壓的功用,甚至可以延伸到檢查佈線、驗電壓大小等功能,對於我們來說需求更簡單,只要能夠檢驗電器的電源線斷線的話,不用考慮太多,只要前端的線圈能感應到些微電流,使 LED 工作就可以了,就算直接整個線圈貼上去也無訪。
因此本次工作最最重要的元件應該就是電晶體了,影片中使用三個 NPN C945 電晶體,來增強線圈的電流使 LED 可以工作,不過我打算使用別顆電晶體,例如 2N3904 電晶體來製作,其他元件及電路基本上都會跟影片中大同小異。
電晶體原理
電晶體具有三個腳位:集極 (Collector, C)、射極 (Emitter, E) 和基極 (Base, B),可藉由基極來控制集極到射極之間的導通與否。當基極沒有電流流入時,集極到射極之間就不會有電流流動,反之,當加入適當偏壓,使基極有電流流入時,即可導通電晶體。因此,它可以是 “ON”,可以是 “OFF”,亦可介於兩者之間。
NPN 電晶體的符號。
左圖表示C、B、E的引腳、中右圖分別為未導通及導通之狀態
集極電流與基極電流之比稱為電流增益。假設電晶體的增益為100,代表集極到射極的電流為基極電流的100倍。若將它的輸出連接到另一個電晶體的基極,則總增益將是兩個電晶體的乘積,即 100 x 100 = 10,000。因此,我們可以利用這種方式連接三個電晶體,則總增益將為 100 x 100 x 100 = 1,000,000,即可使用極小的信號來接通正常電路。
材料清單
1 | 2N3904電晶體 | x3 |
2 | 1KΩ電阻 | x1 |
3 | 紅光 LED | x1 |
4 | 電池扣 | x1 |
5 | 9V電池 | x1 |
電路配置
在下面電路中,銅線連接到第一電晶體的基極。當我們將此銅線放置在交流電附近時,由於電磁感應,會有小電流感應到銅線來觸發第一電晶體,並輸出觸發第二、第三電晶體。第三電晶體接上 LED 燈電路,以此提醒有交流電壓的存在。
電路圖 (由 CircuitLab 編輯)
成品
由於電路很小,所以我直接對各個元件焊接起來並測試電器電源線的結果,我焊接技術很差如果有強迫症的建議不要觀看阿。
在焊接前,我還是有先在麵包測試之後才進行焊接工作,上次拿烙鐵已經是好幾年前的事了,已經習慣用電腦工作了阿。之後有時間應該會製作外殼,畢竟給人用的不可能這樣把電路裸露出來,到時在更新到下一篇吧。
經過的這次家人的小問題來自己的生活學習紀錄,雖然之前就想過要做,但都沒有去實現,這次決定要來好好記錄各種點滴,謝謝各位觀看 > <
測試影片