Загрузка...
Что такое детектор напряжения
Детекторы просадок напряжения питания для МК
BOD (Brown-Out Detector) — это детектор, который следит за колебаниями напряжения питания МК и генерирует сигнал сброса при его значительных «просадках». Такие узлы часто называют «супервизорами» или «мониторами питания».
Детекторы BOD разделяются на внутренние и внешние. Считается, что внутренний аппаратный узел BOD, имеющийся в современных моделях МК Atmel AVR, Microchip PIC, обеспечивает достаточную надёжность и ему можно доверять автоматическую перезагрузку устройства при аварии. Однако иногда требуется выставить нестандартный порог срабатывания детектора или подстраховаться «на всякий пожарный случай». В таких ситуациях применяют отдельный узел внешнего BOD, собранный на транзисторах или микросхемах.
Промышленностью выпускаются следующие типы микросхем BOD:
- трёхвыводные супервизоры с однотактным выходным каскадом. Они содержат на выходе п—р—^-транзистор, включённый по схеме с общим эмиттером, и внутренний «pull-up» резистор;
- трёхвыводные супервизоры с выходным каскадом, имеющим открытый коллектор или открытый сток без нагрузочного «pull-up» резистора;
- трёхвыводные супервизоры с двухтактным выходным каскадом. Они формируют уровни «rail-to-rail», близкие к напряжению Усс и GND;
- четырёхвыводные супервизоры, совмещённые с элементами начального сброса POR (Power-On-Reset) или со сторожевым таймером Watch-Dog;
- многовыводные мониторы питания, содержащие одновременно узлы BOD, POR и Watch-Dog.
На Рис. 4.3, а. д показаны схемы подключения узлов BOD, собранных на «россыпи» элементов, а на Рис. 4.4, а. п — на микросхемах супервизоров.
Рис. 4.3. Схемы подключения узлов BOD, выполненных на «россыпи» элементов:
а) резисторы Rl, R2 должны иметь точность ±1%. Сопротивление резистора R3 должно быть примерно в три раза меньше, чем у внутреннего «pull-up» резистора МК. Резистор R4 можно заменить перемычкой, если не используется адаптер программирования ISP;
б) напряжение BOD определяется порогом срабатывания стабилитрона VD1 и напряжением перехода «база — эмиттер» транзистора VT1. В рабочем состоянии транзистор открыт и на вход сброса МК поступает ВЫСОКИЙ уровень. При снижении напряжения питания ниже порога, транзистор закрывается (R1, R2) и МК сбрасывается НИЗКИМ уровнем от резистора R3
в) питание МК пилообразным напряжением для проверки устойчивости срабатывания узла BOD. Сигнал «пилы», снимаемый с обкладок конденсатора С1, имеет частоту 2. 3 Гц (зависит от типа «мигающего» светодиода HL1) ц может использоваться в качестве синхронизирующего для других трактов устройства;
г) аналогично Рис. 4.3, б, но с более крутыми фронтами импульса сброса за счёт триггера Шмитта, собранного на транзисторах VTI, VT2. Пороговое напряжение BOD задаётся стабилитроном VD1 и напряжением «база — эмиттер» транзистора VT1
д) светодиод HL1 индицирует напряжение +5 В и одновременно осуществляет функцию внешнего BOD при «просадках» питания. Порог срабатывания подбирается резистором R1, чтобы при напряжении питания +3. +3.5 В на входе RES гарантированно был НИЗКИЙ уровень (зависит от конкретного МК).
Рис. 4.4. Схемы подключения микросхем супервизоров питания к МК (начало):
д) супервизор DA1 (фирма Microchip) формирует на выходе «Out» логические уровни НИЗКОГО уровня и ВЫСОКОГО уровня. Порог срабатывания BOD зависит от модификации микросхемы DAI (цифры «ххх» в названии) и выбирается из ряда напряжений: 2.7; 3.0; 3.15; 4.5; 4.6; 4.75; 4.85 В. Перемычка SI временно удаляется при программировании, иначе канал ISP не сможет сформировать сигнал RES. Замена DAI — МСР112;
е) супервизор DAI (фирма Microchip) имеет выход с открытым стоком. Это позволяет физически не отключать адаптер ISP при программировании. Порог срабатывания BOD зависит от модификации микросхемы супервизора (цифры «ххх» в названии) и выбирается из ряда напряжений: 1.95; 2.4; 2.7; 2.9; 3.0; 3.15; 4.5; 4.75 В. Замена DAI- МС33064;
ж) супервизор DA1 (фирма Maxim/Dallas) имеет на выходе транзисторный ключ и «pull-up» резистор сопротивлением 3.5. 7.5 кОм. Дополнительно в супервизор встроена схема мониторинга состояния кнопки SB1. При её нажатии автоматически вырабатывает импульс сброса длительностью 150 мс, который шунтирует «дребезг» контактов кнопки. Наличие схемы мониторинга не позволяет подключать напрямую к МК адаптер ISP, поскольку его сигналы будут восприниматься как нажатие кнопки. Порог срабатывания BOD зависит от модификации микросхемы DA1 (цифры «хх» в названии) и выбирается из ряда напряжений: 4.0; 4.25; 4.5 В;
з) супервизор DA1 (фирма Microchip) имеет двухтактный выходной каскад. Резистор R1 необходим для развязки от цепей адаптера ISP. Конденсатор C1 устраняет ложные срабатывания супервизора DA1 в условиях сильных помех. Подобный конденсатор можно устанавливать и в других аналогичных схемах;
и) резисторы R1 R2, обеспечивают гистерезис порога срабатывания супервизора DA1 (фирма ON Semiconductor), имеющего выход с открытым стоком;
к) нажатие кнопки SB1 вызывает формирование на выходе супервизора DA 1 одиночного импульса сброса длительностью 140. 280 мс, свободного от «дребезга» контактов;
Рис. 4.4. Схемы подключения микросхем супервизоров питания к МК (окончание):
л) длительность импульса сброса супервизора DA 1 (фирма National Semiconductor) регулируется конденсатором С1. Достоинство — низкое собственное потребление тока DA1
м) развязка микросхемы супервизора DA1 и адаптера программирования ISP через логический элемент DDL Для ТТЛ-логики следовало бы ещё поставить резистор как на Рис. 3.16, з;
н) подключение детектора BOD DA 1 (фирма Maxim/Dallas) к уже существующей цепи сброса VDI, Rl, CL Резистор R1 в данной схеме может отсутствовать, т.к. внутри микросхемы DA1 уже находится свой «pull-up» резистор сопротивлением 3.75. 6.25 кОм;
о) DA1 — это регулируемый стабилизатор напряжения (фирма National Semiconductor), используемый для питания МК. Стабилизатор имеет встроенный детектор «просадок» выходного напряжения. При снижении напряжения больше, чем на 5%, вырабатывается сигнал НИЗКОГО уровня на выводе 5. Этот сигнал поступает в МК, который и принимает решение о целесообразности программного «самосброса». Схема рассчитана на МК с широким диапазоном питания;
п) многофункциональный монитор питания выполнен на микросхеме DA1 фирмы TelCom Semiconductor. Для его нормальной работы требуется, чтобы МК (или другой цифровой узел) периодически генерировал контрольные импульсы на линии «Watch-Dog».
Источник: Рюмик С.М. 1000 и одна микроконтроллерная схема.
Детектор напряжения
В некоторых случаях для измерения напряжения нет смысла использовать аналоговый или цифровой вольтметр, а есть смысл сделать предлагаемый мной бюджетный прибор на микроконтроллере, который будет индицировать и издавать звуковой сигнал при заранее настроенных пороговых значениях напряжения.
Реализованный на микроконтроллере PIC16F628A алгоритм позволяет измерить напряжение с разрешением в 4 бита. Для этого в микроконтроллере задействован компаратор (однобитный АЦП) и ИОН, где ИОН пошагово изменяет напряжение, а компаратор сравнивает потенциалы. Принципиальная схема прибора приведена на рисунке 1. Используя делитель напряжения собранный на резисторах R2 и R3 можно задавать измеряемый диапазон напряжения. В таблице 1 указаны значения детектируемого напряжения и соответствующая им индикация в шестнадцатеричной системе на семисегментном индикаторе HL1. Если читателя не устраивает реализуемый диапазон, то можно путём подборки резисторов R2 и R3 сделать свой делитель напряжения. DA1 — любой операционный усилитель усиливающий ток.
Питание прибора осуществляется от постоянного или переменного источника напряжения 9 -15 В при токе 0.5 A, которое подключается к разъёму X1. Далее напряжение выпрямляется диодным мостом VD1 и фильтруется конденсаторами C1 – C4. Для стабилизированного питания микроконтроллера был выбран линейный стабилизатор напряжения DA2. При питании устройства постоянным напряжением 12 В максимальный потребляемый ток составляет 70 мА.
Напряжения, В
Индикация
При включении прибора происходит чтение EEPROM памяти микроконтроллера в которой записаны настройки прибора. По умолчанию заданы: детектор включен, выбран «внутренний диапазон», первое пороговое значение 0, второе пороговое значение 0. (Т.е. после включения не подав детектируемое напряжение, прибор будет сигнализировать о нуле!) После чего прибор согласно настройкам детектирует напряжение. Если нажать кнопку менее 1 с, то прибор будет инвертировать работу детектора, включая или выключая его. При нажатии и удержании кнопки более 1 с, прибор переходит в режим настройки первого порогового напряжения детектора. Длительность удержания кнопки помогает различать звуковой сигнал. Так при нажатии и удержании кнопки менее 1 с происходит генерация звука, затем при удержании кнопки более 1 с генерация звука прекращается. Выбор первого порогового значения детектора происходит последовательным нажатием на кнопку менее 1 с. От 0 до F (т.е. от 0 до 15), после F происходит обнуление. Выбранное значение отображается на семисегментном индикаторе. Для перехода к настройке второго порогового значения напряжения детектора нужно нажать и удерживать кнопку более 1 с. Выбор второго порогового значения начинается с установленного первого порогового значения и инкрементируется последовательным нажатием на кнопку менее 1 с. После F прибор начинает выбор с установленного первого порогового значения. Выбираемые значения отображается на семисегментном индикаторе. Для выбора диапазона детектора нужно нажать и удерживать кнопку более 1 с. Нажатием на кнопку менее 1 с происходит выбор диапазона детектора. Если у HL1 горят сегменты «E», «D», «C», то выбран «внутренний диапазон», т.е. прибор в исходном состоянии будет сигнализировать о детектировании напряжении в диапазоне от первого до второго порогового напряжения. Если у HL1 горят сегменты «F», «A», «B», то выбран «внешний диапазон», т.е. прибор в исходном состоянии будет сигнализировать о детектировании напряжении в диапазоне от минимального (0) до первого порогового напряжения и от второго порогового до максимального (F) напряжения (где первое и второе пороговое значение не входят во «внешний диапазон»). После нажатия и удержания кнопки более 1 с прибор сохранит настройки в EEPROM памяти микроконтроллера и перейдёт в исходный режим.
Алгоритм управления прибором кнопкой изображен на рисунке 2.
В исходном состоянии прибор измеряет напряжение, поданное на вилку XP1. Если детектор включен и напряжение на вилке XP1 входит в детектируемый диапазон, то прибор сигнализирует об этом, т.е. происходит периодическое мерцание семисегментного индикатора HL1 (отображая напряжение) и излучатель звука P1 издаёт периодический сигнал. Если напряжение на вилки XP1 не входит в настроенный диапазон или детектор выключен, то прибор не сигнализирует о вхождении измеренного напряжения в детектируемый диапазон, а HL1 индицирует измеренное напряжение. При выходе за пределы измеряемого диапазона (смотреть таблицу *), то у HL1 горит сегмент «G», а P1 издаёт звуковой сигнал.
Микроконтроллер DD1 имеет функциональные выводы VREF, AN1, RA0, RB0 – RB2, CCP1, RB4 – RB7 которые служат для ввода и вывода информации. Тактовой кнопкой SB1 добиваются настройки прибора, которая подключена к выводу RA0 через токоограничивающий резистор R12. В отжатом положении тактовой кнопки SB1 резистор R13 имитирует низкий логический уровень. Cемисегментный индикатор HL1 подключается к выводам RB0 – RB2, RB4 – RB7 через токоограничивающие резисторы R4 – R10. К выводу CCP1 (аппаратная реализация ШИМ, частота 2.4 кГц, скважность 2) через токоограничивающий резистор R11 подключен излучатель звука P1. Микроконтроллер DD1 не имеет функции принудительного сброса, вывод для сброса подключен через резистор R1 к положительному потенциалу питания. Для генерации тактовой частоты в микроконтроллере используется встроенный RC-генератор тактовой частоты на кристалле.
В данном устройстве можно заменить следующие детали. Микроконтроллер DD1 из серии PIC16F628A-I/P-xxx с рабочей тактовой частотой 20 МГц в корпусе DIP18. Стабилизатор напряжения DA2 отечественный КР142ЕН5А (5 В, 1.5 А). Диодный мост VD1 можно применить любой из серии 2Wxx. Разъём питания X1 аналогичный указанному на схеме с центральным контактом d=2.1 мм. Угловая вилка XP1 с шагом контактов 2.54 мм. Неполярные конденсаторы С1 и С4 номиналом 0.01 – 0.47 µF x 50 V. Излучатель звука P1 с рабочей частотой 2.4 кГц. Cемисегментный индикатор HL1 с общим катодом.
Думаю, что данный прибор может быть применён в разных областях. Например, для автомобилистов, которым нужно знать напряжение на аккумуляторе.
Ниже вы можете скачать прошивку и исходник на ассемблере
Что такое детектор скрытой проводки?
Детектор скрытой проводки – это специальное устройство, благодаря которому в доме не проходит практически не один ремонт. Дело в том, когда мы начинаем делать в собственном доме ремонт, то мы не знаем, где находиться электропроводка. Под рукой как всегда нет плана постройки, поэтому можно попасть в электропроводку совершенно случайно гвоздем или просто нарушить её во время ремонтных работ, а это приводит к поломке инструмента или же в худшем случае к травме или электроожоге.
В некоторых случаях для обнаружения электропроводок достаточно самого простого устройства, которое состоит из стрелочного омметра и полевого транзистора. Когда корпусом полевого транзистора водят по стене, то принцип действия транзистора это изменять свое сопротивление и, судя по отклонению стрелки прибора, мы можем обнаружить местонахождение самой электропроводки.
Детектор скрытой проводки нужен практически всегда при выполнении строительных, монтажных работах, а также при сверлении. Это оборудование обнаружит присутствие электропроводки в конструкциях из дерева, металла, в кирпичных или бетонных стенах. Вы можете даже обнаружить в бетонной стене древесину, это поможет вам без особого труда забить гвоздь.
Примечание: Пользуясь этой полезной вещью во время ремонта можно избежать массы проблем, в том числе и коротких замыканий, поломок и электроожогов.
Для того чтобы купить себе детектор скрытой проводки и не ошибиться в выборе, нужно подобрать подходящий детектор для выполнения конкретных работ по строительству. Для этого нужно учесть глубину постройки и материалы, которые нужно обнаружить, ведь подобрать себе нужную модель детектора скрытой проводки не так уж и просто. Нужно знать все виды оборудования, и для чего они собственно предназначены.
Распространенные виды оборудования:
· Профессиональный детектор металла и проводки позволит вам обнаружить скрытые конструкции самой разной характеристики, которые расположены глубоко в стенке. В этом устройстве есть очень удобные дополнительные функции, которые помогают различать немагнитные и магнитные металлы. Такие модели детекторов проводки подойдут для людей, которые профессионально занимаются строительством.
· Для бытовых ремонтных работ пригодится бытовой детектор скрытой проводки. Он намного дешевле, но имеет меньшую глубину обнаружения. Для тонких стен и перегородок это идеальный вариант.
· Бесконтактные детекторы напряжения – это детекторы, которые стоят совсем дешево и предназначены исключительно для обнаружения проводки под напряжением.
Для того чтобы не попасть в неприятную ситуацию, не повредить оснащения, и электропроводки, не идти на риск, нужно приобрести детектор скрытой проводки, в этом поможет вам даже самый обычный бытовой детектор.
Технические характеристики и основные функции детектора скрытой проводки:
· Обнаруживает электромагнитные излучения мощностью более 0,5 (мВт/см) — допустим такие приборы как микроволновка, телевизор.
· Проверяет целостность цепи сопротивлением от нуля до 50 (МОм).
· Определяет полярности в цепях постоянного тока от шести до 36 Ватт.
· Помогает найти металлические предметы на глубине до 55 миллиметров.
· Элемент питания — две батарейки типа ААА и фонарик.
· Общий вес — около 100 грамм
· Размеры — 170х32х30 миллиметров.
· Вся информация передается в виде световых сигналов и звуковых сигналов.
· Индикация наличия в цепи электрического напряжения от 70 до 600 ватт бесконтактным методом
Скрытая проводка в деревянном доме
Скрытая проводка в деревянных домах устанавливается двумя способами.
-Первый способ — является самым распространенным это открытый способ с использованием пластиковых коробов и кабель-каналов.
— Второй способ – это скрытый способ дает возможность спрятать всю электропроводку с глаз долой. Она монтируется исключительно в металлических трубах, что обеспечит пожаробезпасность.
Примечание: Вторым способом прятать электропроводку могут исключительно специалисты, в противном случае при неправильной установке ваш дом может сгореть.
Как сделать детектор скрытой проводки своими руками
Детектор скрытой проводки своими руками может собрать каждый желающий практически из подручных средств. Ведь наверняка у каждого хозяина в доме есть испорченные батарейки и крона из мультиметра. Собирать детектор скрытой проводки своими руками можно из сверхчувствительных транзисторов ВС 547 и источника питания 6В. Корпус можно сделать из короба настенных ламп дневного света, наклеить алюминиевый скотч, который будет служить в качестве антенны. Антенной детектора станет кусок жесткого металлического провода длинной от пяти до пятнадцати сантиметров. Затем берем аккумуляторы на 1.5 В и 3 штуки 4.5 В, далее проделываем отверстие под светодиод и включатель, выключатель, припаиваем антенну к скотчу и вот вам детектор скрытой проводки своими руками. Он прекрасно работает на расстоянии десяти сантиметров от провода электропроводки. Такой простой детектор поможет вам завершить ремонт без электроожогов и повреждений электропроводки.
Как легко и просто найти скрытую проводку в стене
Попытка обнаружить проводку на глаз всегда несет за собой массу происшествий, то выбивает пробки, то ломается оборудование и самое ужасное это электроожоги. Чтобы избежать этих моментов нужно приобрести специальный прибор, который создан для ремонта для того чтобы найти скрытую проводку.
Вот несколько аппаратов, благодаря которым можно найти скрытую проводку в стене:
· Специальный аппарат под названием Сигнализатор «Е-121», многие его называют «Дятел», это отличный прибор для поиска обрыва провода.
· Китайские аппараты сигнализаторы, это приборы которые способны найти не только провода, но и металлические предметы которые находятся глубоко в стенах. Но к сигналу нужно привыкнуть, чтобы понять, где металл, а где электропроводка.
· Специальный прибор под названием ПОСП-1 – поможет найти не только электропроводку, но и электрическое поле.
· Всевозможные тестеры марок GVD-504A, GVD-503, GVT-92, VP-440 используются в основном опытными электриками и находят разрывы в проводке.
Если у вас нет возможности покупать специальные приборы для скрытой проводки, то есть отличные методы, как найти скрытую проводку в стене с помощью подручных средств.
· Отличный способ использовать старый радиоприемник, который поддерживает частоту 100 кГц. Именно этот прибор для поиска скрытой проводки самый дешевый и популярный. Вам нужно включать радиоприемник и медленно продвигаться вдоль стены, в том месте, где есть скрытая электропроводка, вы услышите необычные потрескивания и рост шума. Этим способом пользуются многие строители и не одно поколение.
· Ещё один бесплатный способ как найти скрытую проводку, это ободрать старые обои и под ними на поверхности, под которой находится проводка, вы заметите шероховатость.
Обнаружение скрытой проводки разными приборами
Дело в том что для того чтобы обнаружить скрытую проводку, нужно знать несколько интересных нюансов. Электрическая проводка, когда она под напряжением она создает вокруг себя электрическое поле, именно это поле специальные приборы для обнаружения скрытой проводки улавливают на небольшой частоте. А специальный усилитель показывает нам, где находится проводник электроэнергии. Все аппараты для обнаружения скрытой проводки достаточно разные, по цене, функциональности и назначении. Поэтому прежде чем покупать детектор скрытой проводки вам нужно понять, для чего он вам нужен.
Дело в том, что существуют совершенно дешевые приборы, которые пригодятся только при ремонте квартиры с тонкими стенами и перестенками, но для проффесионалов и специалистов существуют приборы, которые позволят на большой глубине отыскать обрыв или даже металлический шуруп. На современном рынке существует множество различных по качеству и функциональности детекторов скрытой проводки, но каждому свое и не стоит покупать самый лучший и самый дорогой аппарат для бытового использования.
Примечание: С профессиональными детекторами скрытой проводки может работать только специалист с определенными навыками, для новичков нужно поискать что-то попроще.
Вы нас очень поддержите и поможете развиваться дальше если поставите «Лайк» и ПОДПИШИТЕСЬ на наш канал 🙂
Как выбрать детектор проводки и металлов
Детекторы проводки и металлов – назначение и виды.
Необходимость «заглянуть в стену» хоть раз, да возникала у каждого мастера. Причин может быть много:
— убедиться, что в месте сверления отверстия или прорезания штроба нет проводки или водопровода (большинство сверлят «наобум», надеясь на низкую вероятность попадания случайным отверстием в единственный провод на стене; и многие из них потом вспоминают о теории вероятности плохими словами);
— найти в стене провод, чтобы подключиться к нему с минимальным повреждением стены;
— найти в стене несущую конструкцию, чтобы прикрепить к ней силовой элемент.
А уж если нужно просверлить отверстие в теплом полу (неважно каком), тот тут без детектора лучше даже не начинать, поскольку риск повреждения проводки или трубы высок, а цена ошибки весьма значительна.
Не все детекторы способны справиться со всеми перечисленными задачами. К примеру, дешевого электростатического детектора хватит, чтобы убедиться в отсутствии провода под штукатуркой в месте предполагаемого сверления, но с поиском арматурины в толще бетона или провода теплого пола под кафелем и слоем стяжки он уже не справится. Поэтому выбор детектора следует начинать с определением задач, для которых он будет применяться.
Сейчас потребителю предлагается несколько видов детекторов, наиболее популярны из них электростатические, электромагнитные и металлодетекторные – они используются для поиска металлов и токопроводящих материалов. Реже встречаются ультразвуковые и емкостные детекторы – они могут определять наличие любых посторонних материалов внутри стены. Попадаются также и комбинированные: сочетающие в себе несколько способов обнаружения материалов.
Электростатические детекторы металлов имеют самую простую конструкцию, основанную на свойстве датчика реагировать на наличие электрического поля, возникающего вокруг любого проводника под напряжением. Они просты в применении, дешевы и способны определить наличие проводника на расстоянии до 5-7 см до него. Часто электростатический детектор может работать как емкостной и способен определять наличие не только проводов в стене, но и пустот или деталей из дерева.
Но у этого прибора есть и существенные минусы:
— надежность определения наличия провода может меняться под действием внешних факторов (наличия других источников электрического поля поблизости).
— если электрическое поле провода под напряжением экранировано другим проводником (например, металлическим коробом или просто влажной штукатуркой), то определить наличие провода будет невозможно;
— проводник с протекающим по нему током создает вокруг себя электрическое поле только за счет поверхностного заряда, и при слабом токе напряженности поля может не хватить для выявления проводника с помощью такого прибора.
Для определения отсутствия провода в месте сверления этот прибор можно применять, для поиска же провода работа с электростатическим детектором имеет свои тонкости:
Если идет поиск фазового провода до выключателя, его следует выключить. Статический заряд в фазовом проводе разорванной выключателем цепи даст хорошую напряженность поля, легко обнаруживаемую таким детектором.
Если идет поиск фазового провода от выключателя до потребителя (например, лампочки), потребитель следует отключить (вывинтить лампочку), а выключатель включить.
Если идет поиск нулевого провода или отключить потребитель невозможно, выключатель должен быть включен, и по цепи должен протекать ток. Если потребляемый ток мал (например, потребитель — светодиодная лампа) цепь желательно нагрузить дополнительно достаточно мощным потребителем.
Электромагнитные детекторы металлов основаны на определении прибором электромагнитного поля, создающегося вокруг любого проводника с протекающим по нему током. Такие детекторы тоже недороги и способны довольно точно (
1см) определять наличие провода в стене, многие модели способны также сразу определить положение (направление) проходящего в стене провода. Минусом является то, что такой детектор способен обнаружить только тот провод, по которому протекает ток. Провод под напряжением, идущий к «пустой» розетке такой прибор не обнаружит.
Поэтому вне зависимости от того, для чего используется такой прибор – для поиска провода или для определения безопасного для сверления места – следует подключить потребители ко всем возможным точкам потребления в месте работы (т.е, включить все лампочки, подключить и включить какие-либо приборы во все розетки). Только тогда электромагнитный детектор будет способен «заметить» любой провод.
Металлодетекторные приборы используют, как ясно из названия, принцип металлодетекции – детектор создает собственное электромагнитное поле, создающее наведенное электромагнитное поле вокруг проводников поблизости от излучателя детектора. А уже это поле улавливается электромагнитным приемником детектора.
Эти приборы имеют наиболее сложную конструкцию, поэтому они значительно дороже двух вышеприведенных типов.
Зато такой детектор способен найти в стене не только проводник под напряжением, но и вообще любой металл – от одиночного самореза до арматурного прутка. Часто утверждается, что металлодетекторный прибор не может определить, находится провод под напряжением или нет – это не совсем так. Любой металлодетектор способен отличить электромагнитное поле, наведенное собственным излучением, от созданного протекающим током – но только протекающим. Для выявления проводки таким прибором следует воспользоваться теми же рекомендациями, что для электромагнитного детектора. Впрочем, многие металлодетекторные приборы комбинируют с электростатическим детектором – это обеспечивает максимальную универсальность прибора.
Емкостные детекторы по принципу действия близки к электростатическим – они также реагируют на изменение величины заряда на подносимом к стене датчике. Но на этот раз заряд на датчике создается собственным источником тока, а изменение его происходит из-за изменения диэлектрической проницаемости близлежащего материала. При простоте и дешевизне такие детекторы не обладают высокой точностью и подвержены влиянию помех от проходящих в стене проводов.
Ультразвуковые детекторы определяют структуру материала стены, излучая ультразвуковые волны и анализируя полученное «эхо». Такие приборы значительно дороже емкостных, но и их точность намного выше.
Электростатические, электромагнитные и металлодетекторные приборы часто комбинируются с емкостными – это значительно повышает их универсальность при небольшом увеличении цены.
Но что делать, если производитель не указал тип прибора в документации (что бывает довольно часто)? Можно определить тип по характеристикам прибора и, в первую очередь, по его цене. Модели в ценовом диапазоне до 1000 рублей, скорее всего, электростатические или комбинированные электростатические-емкостные. Модели с ценой от 1000 рублей могут иметь в составе электромагнитный детектор для более точного определения проводки или ультразвуковой – для определения дерева. Металлодетекторные приборы с отдельным или встроенным излучателем начинаются по ценам от 10000 рублей. Другие характеристики также могут подсказать, к какому типу принадлежит прибор.
Характеристики детекторов
Локализуемые материалы. Характеристика понятна из названия – это материалы, которые прибор может обнаружить за стеной. Однако, к этой характеристике следует подходить с осторожностью: не все типы детекторов одинаково хороши в распознавании материалов. Наличие в списке материалов дерева или пластика при цене прибора ниже 1000 рублей указывает на комбинированный электростатический-емкостной детектор и рассчитывать на точное определение положения деревянных элементов с его помощью не стоит. Достоверно различить разные металлы такой прибор тоже не сможет, как и найти проводку под мокрой штукатуркой.
Глубина обнаружения материала. Глубина, на которой указанный материал еще может быть обнаружен. Глубина эта очень сильно зависит от материала стен и может сильно меняться в худшую сторону. Поэтому, приобретая прибор, лучше брать его с запасом глубины обнаружения.
Автокалибровка. Автокалибровка подразумевает автоматическую подстройку сенсора прибора под конкретные условия работы. На итог работы ультразвуковых и емкостных детекторов большое влияние оказывают посторонние помехи и материал стены. Поэтому при первом запуске таких приборов, к примеру, в режиме поиска дерева, производится автокалибровка: прибор некоторое время считывает показания датчика, определяет диапазон сигнала и относит сигнал выше определенного уровня – к стене, ниже – к дереву. Разумеется, это сработает только в том случае, если дерево в стене во время калибровки действительно попадалось.
Система поиска места обрыва. Для ремонта электропроводки (например, теплого пола) очень полезно иметь прибор с такой функцией – он сможет проследить за поврежденным проводом и точно определить место его обрыва, минимизировав строительные работы и многократно сократив возможные расходы на ремонт. Из всех типов детекторов это могут делать только электростатические и металлодетекторные. Первые в разы дешевле, но, к сожалению, обладают меньшей точностью, меньшей глубиной обнаружения проводки и могут находить обрыв только фазового провода под напряжением.
Рубрикатор
События
Наши новости
Новости
Подписка на новости
Опрос
Нужны ли комментарии к статьям? Комментировали бы вы?
Реклама
Супервизоры и детекторы напряжения Microchip Technology
Смирнов Иван
Компания Microchip Technology Inc., один из ведущих мировых производителей 8- и 16-разрядных микроконтроллеров, производит также широкий ассортимент аналоговых микросхем, в том числе супервизоров, предназначенных для управления напряжением питания микроконтроллеров. В данной статье рассматриваются вопросы применения внешних супервизоров при разработке микропроцессорных систем, а также особенности микропотребляющих схем сброса компании Microchip.
Самым эффективным и дешевым способом управления напряжением питания при разработке микропроцессорных систем является использование внешней микросхемы супервизора питания. Она позволяет не только поддерживать контроллер в состоянии сброса перед его пуском (функция POR — power on reset), но и контролировать уровень и стабильность питания во время выполнения программы (функция BOR — brown out reset), выполнять функции сторожевого таймера (WDT), а также реализовывать другие сервисные функции, например, внешний сброс.
Зачем нужен супервизор?
Супервизоры питания микроконтроллеров используются в различных приложениях, но две основные задачи, которые они позволяют решать, следующие:
- Удержание контроллера в состоянии сброса до тех пор, пока напряжение питания не достигнет заданного значения и не стабилизируется (POR).
- Сброс контроллера при снижении напряжения питания ниже критического уровня или при внезапном провале напряжения (BOR).
Несмотря на то, что большинство современных микроконтроллеров уже имеет в своем составе встроенные модули POR и BOR, применение внешних супервизоров оправдано по следующим соображениям:
- Ограниченное число контрольных точек для сброса микроконтроллера при использовании внутренних функций, по сравнению с супервизором.
- Ток потребления внешнего супервизора в сотни раз меньше по сравнению с потреблением при подключении внутренней функции BOR и POR, что связано в первую очередь с технологией производства микроконтроллеров и аналоговых микросхем.
В таблице 1 приводится сравнение двух контроллеров PIC производства Microchip Technology Inc. и супервизоров MCP121 и MCP111 по количеству пороговых значений напряжения и току потребления, подтверждающее эти положения.
Помимо описанных функций, супервизоры могут использоваться в качестве сторожевого таймера (WDT) для контроля времени выполнения программы, а также для организации так называемого «оконного» режима. В последнем случае используется два супервизора: один непосредственно для сброса контроллера, а второй — для выявления факта снижения напряжения, чтобы иметь возможность корректно сохранить данные в промежутке времени перед перезагрузкой процессора.
Далее рассмотрены примеры реализации всех указанных функций.
Функция POR
В спецификации на большинство микроконтроллеров указываются параметры, характеризующие, в частности, режим нарастания питания. Неравномерность в нарастании напряжения, несоответствие реальной скорости нарастания и скорости, указанной в спецификации на контроллер, может привести к сбоям в работе контроллера или некорректному запуску.
Как уже упоминалось выше, супервизоры питания позволяют решить подобные проблемы путем удержания микроконтроллера в состоянии сброса до тех пор, пока напряжение питания не достигнет заданного уровня и не стабилизируется. Как только питание стабилизируется, контроллер запускается и начинает выполнение своей программы (рис. 1).
Обычно период сброса для различных супервизоров варьируется в диапазоне от 150 до 500 мс. Детекторы напряжения, позволяющие контролировать уровень напряжения питания, отличаются от супервизоров отсутствием задержки импульса сброса.
Функция BOR
Под понятием brown out или потерей напряжения питания (рис. 2) подразумевают различные случаи колебания, «провисания» или превышения напряжением безопасного порогового уровня.
Такие колебания, вызванные различными причинами, могут привести к некорректной работе контроллера, сохранению неверных данных в памяти и, как следствие, к неправильному функционированию системы в целом.
К сожалению, не всегда на этапе проектирования и разработки системы предусматриваются подобные случаи потери напряжения, и проблемы обнаруживаются уже потом, когда изделие запущено в массовое производство.
Постепенное снижение напряжения
Помимо колебаний и резких провалов напряжения, типичным является постепенное медленное снижение питания (рис. 3). Речь, в первую очередь, идет о приложениях с батарейным питанием, где такая ситуация возможна при разряде батареи.
Подобные ситуации могут, в частности, приводить к тому, что собьется счетчик команд, и программа начнет работать неправильно.
Если в системе используется внешняя энергонезависимая память EEPROM, которая работает при напряжениях питания от 1,2 В, то возможна ситуация, когда микроконтроллер будет работать неправильно и запишет случайные данные в EEPROM, что может быть обнаружено (или нет) при последующей перезагрузке.
Как подобрать супервизор?
Для реализации функций POR/BOD необходимо обратить внимание на следующие основные факторы:
- Напряжение сброса (большинство супервизоров имеют ряд фиксированных напряжений срабатывания для поддержки 5 и 3 В систем).
- Тип выхода (с открытым стоком, с внутренним подтягивающим резистором или комплементарный).
- Полярность импульса сброса (низкий/высокий уровень).
В таблице 2 приводятся типичные номиналы напряжений на сброс. Выбор номинала напряжения определяется в первую очередь напряжением питания контроллера и диапазоном напряжения питания элементов всей цепи.
К примеру, для контроллера с питанием 5 В ±10%, работающего в диапазоне 4,5–5,5 В, выбор супервизора с минимальной и максимальной точками сброса 4,5 и 4,75 В соответственно гарантирует сброс микроконтроллера до достижения нижнего порога работы процессора.
Выбор полярности импульса сброса супервизора определяется активным уровнем на входе сброса контроллера. К примеру, у супервизоров MCP100/120/130 активный уровень сброса низкий, а у MCP101 — высокий.
Помимо перечисленных свойств, супервизоры характеризуются такими параметрами, как:
- величина задержки импульса сброса (у детекторов напряжения задержки нет);
- ток потребления;
- наличие входа сторожевого таймера;
- наличие входа для подключения внешнего сброса (MR).
Особенности супервизоров и детекторов напряжения компании Microchip
Микропотребление
Компания Microchip Technology производит ряд супервизоров питания, рекомендуемых для применения в портативных и батарейных приложениях (табл. 3). Их особенностью является сверхнизкий ток потребления — единицы и доли микроампер.
Это дает возможность интегрировать супервизоры Microchip в системы, чувствительные к току потребления, экономя мощность и одновременно повышая надежность системы.
Супервизоры со входом сторожевого таймера
Microchip производит супервизоры с функцией сторожевого таймера WDT, позволяющие контролировать (рис. 5), помимо напряжения питания, время выполнения программы микроконтроллера (табл. 4).
Если заданное гарантированное время выполнения программы оказывается больше программируемого таймаута сторожевого таймера (tWD), на выходе супервизора /RST устанавливается низкий уровень, и микроконтроллер сбрасывается.
Супервизоры со входом для подключения кнопки сброса
В некоторых портативных приложениях требуется иметь кнопку ручного сброса. Microchip предлагает ряд супервизоров со входом для непосредственного подключения кнопки сброса микроконтроллера (/MR) без дополнительного проектирования внешних цепей. Время Trst, указываемое в документации на супервизоры, определяет продолжительность импульса сброса микроконтроллера.
Супервизоры со входом для подключения кнопки сброса отмечены в таблице 4 аббревиатурой MR в колонке «Другие особенности».
Использование супервизоров для организации «оконного» режима
В некоторых случаях перед сбросом контроллера при снижении напряжения питания необходимо предварительно корректно сохранить все промежуточные данные и программный контекст. Для того чтобы за время снижения напряжения питания с уровня V1 до критического уровня сброса V2 контроллер успел соответствующим образом обработать это событие и сохранить необходимые данные в энергонезависимой EEPROM или Flash-памяти, в системе ставят два супервизора. Один — для выявления факта снижения напряжения и информирования контроллера, а второй — непосредственно для сброса контроллера при достижении критического уровня значения напряжения питания. Такой прием позволяет повысить надежность системы за счет контроля напряжения питания МК, а также за счет своевременного оповещения о снижении напряжения до критического уровня.
Детекторы напряжения
Детекторы напряжения, как уже упоминалось ранее, отличаются от супервизоров отсутствием задержки на выходе сброса RST.
Microchip производит ряд детекторов в миниатюрных корпусах 3/SOT-23, 3/SOT-89, 3/TO-92, отличающихся сверхнизким собственным потреблением (табл. 5).
Заключение
Применение внешнего супервизора питания в микропроцессорных системах определяется двумя факторами: это малое энергопотребление (менее 1 мкА) и большее количество напряжений на сброс по сравнению со встроенными в микроконтроллер модулями POR.
Основными параметрами супервизоров, на которые следует обратить внимание при выборе супервизора питания, являются:
- пороговое напряжение;
- тип выхода;
- полярность напряжения сброса;
- величина импульса сброса;
- собственное потребление;
- температурный диапазон.
Компания Microchip производит микропотребляющие недорогие супервизоры в миниатюрных корпусах с различными номиналами напряжений на сброс, типами выхода и величиной импульса сброса.
Другие статьи по данной теме:
Если Вы заметили какие-либо неточности в статье (отсутствующие рисунки, таблицы, недостоверную информацию и т.п.), просьба сообщить нам об этом. Пожалуйста укажите ссылку на страницу и описание проблемы.
Что такое индикатор напряжения, какие они бывают и как подобрать подходящий
Даже при простейших работах в электрических цепях в хозяйстве пригодится индикатор напряжения – устройство показывающее наличие или отсутствие электрического тока и напряжения в сетях от 220 до 1000в (в зависимости от прибора). Целесообразность его использования продиктована в первую очередь тем, что электрический ток не получится увидеть глазами – о его наличии можно судить только по тому, работает включенное в розетку устройство или нет.
Разновидности индикаторов
Главная функция, которую должен выполнять указатель напряжения, это проверка целостности электрической цепи – именно от этого зависит, будет работать включенный в розетку прибор или нет. Различные устройства справляются с этой задачей по-разному – стандартная отвертка индикатор напряжения использует для проверки ток, который уже есть в сети (пассивная), а внутри многофункционального тестера-пробника напряжения есть целая схема с отдельным питанием (активный), что позволяет прозванивать даже обесточенные электрические цепи. Все эти устройства работают по схожему принципу, но имеют некоторые различия в правилах применения.
Пассивная отвертка индикатор
Это однополюсный бытовой индикатор фазы, выполняющий одну-единственную задачу – показать наличие или отсутствие напряжения в определенной точке электрической цепи. Профессиональными электриками не используется, ввиду крайне ограниченного функционала, но дома среди набора инструментов «на всякий случай» она может пригодиться.
Бесспорное преимущество устройства в том, что наличие напряжения однополюсный индикатор показывает после прикосновения к любому токоведущему контакту. Нулевой провод не нужен – его роль выполняет тело человека, что держит в руках отвертку. Наличие или отсутствие фазы показывает неоновая лампа внутри устройства – чтобы проверить напряжение надо жалом отвертки коснуться проводника, а рукой дотронуться до контактной пластины на ручке.
Для защиты пользователя от высокого напряжения между жалом и лампой установлен резистор, но из-за этого индикатор не реагирует на напряжение ниже чем 50-60 вольт.
Активная отвертка индикатор
Внутри корпуса прибора собрана схема, запитанная от собственного источника питания (батарейки), поэтому это более чувствительный детектор напряжения. Вместо неоновой лампы здесь используется светодиод, который реагирует не только на прикосновение к проводнику, но и если жало просто попадает в электромагнитное поле, которое есть вокруг любого проводника под напряжением. Это его свойство с успехом используется для поиска проводки в стенах или мест ее обрыва. Нужно взять отвертку за жало и провести ее вдоль провода – если в каком-то месте лампа перестала светить, значит там (+/- 15 см) повреждена проводка.
Также светодиодный индикатор будет срабатывать если одной рукой дотронуться до жала, а другой до контактной платины в рукоятке. Это свойство широко используется для прозвонки проводов (определения их целостности). Надо просто взять один конец провода в руку, а до другого дотронуться жалом отвертки – если нет обрыва, значит индикатор засветится.
Высокая чувствительность устройства является и его недостатком – так как индикатор может показать наличие напряжения и там, где его никогда не было и наоборот – он не отреагирует на обрыв нулевого провода (разве что поменять фазу и ноль местами).
Многофункциональная активная отвертка индикатор
Этот тестер напряжения является улучшенным вариантом предыдущего инструмента – отличается наличием переключателя, которым можно регулировать чувствительность прибора, а также использовать его в контактном и бесконтактном режиме.
Зачастую такая многофункциональная индикаторная отвертка оснащена жидкокристаллическим мини дисплеем, на котором показывается не только наличие напряжения, но и его вольтаж. Это позволяет определять паразитные токи наводки, которые трудно распознать пользуясь обычным индикатором наличия напряжения в цепи.
Кроме дисплея такие устройства комплектуются зуммером, позволяющим без помех использовать прибор в условиях, когда цифровой индикатор не видно. По сути, ТОПовые модели электронных индикаторных отверток это упрощенные мультиметры, но с одним жалом вместо двух щупов. Некоторые электронные индикаторные отвертки даже способны измерить температуру поверхности, к которой прикасается жало устройства.
Самодельный пробник (контролька)
В сумке электрика зачастую есть самодельный пробник напряжения с обыкновенной лампочкой на 220 вольт – на профессиональном жаргоне получивший название «контролька». Несмотря на размеры, он зачастую бывает более удобным, хотя все его достоинства в полной мере раскрываются при проверке трехфазных сетей.
По сути это обычная лампочка, вкрученная в патрон, а провода исполняют роль щупов, которыми касаются контактов, на которых надо проверить наличие напряжения. По сравнению с другими простейшими пробниками индикаторами, контролька не просто показывает наличие электрического тока – по яркости ее свечения можно понять, нормальное ли в цепи напряжение.
К дополнительным преимуществам относится возможность проверить наличие всех трех фаз. К примеру, если есть три провода и два из них «посажены» на одну фазу, то любой другой указатель напряжения на другом конце провода просто покажет что на каждую жилу приходит фаза, а электродвигатель при этом запускаться не будет. В таком случае берется две контрольки, соединенные последовательно, и свободными щупами проверяются фазы между собой – на проводах с одной фазой лампочки гореть не будут. Плюс ко всему, контрольку всегда можно использовать как дополнительное освещение.
Из минусов устройства выделяется только то, что одну фазу можно проверить только если рядом есть нулевой провод, хотя сложно представить ситуацию с его отсутствием.
Универсальный пробник
Наиболее распространенный указатель напряжения среди инструментов профессионального электрика, совмещающий в себе функциональность и удобство использования. Универсальный прибор, который умеет все: определяет фазу и ноль в сети переменного тока, плюс и минус при постоянном, прозванивает проводку, показывает какое напряжение в цепи, имеет звуковую и визуальную индикацию.
Не все подобные устройства умеют находить проводку сквозь стены, но остальных функций более чем достаточно для ежедневных работ, с которыми сталкивается электрик.
Границы измерений определены качеством изоляции и моделью прибора – 220-380 или указатели напряжения до 1000 в и выше.
Мультиметр – все и сразу
Электрический универсальный тестер, объединяющий в одном корпусе все основные приборы, которыми пользуются электрики и радиолюбители – вольтметр, амперметр и омметр. Кроме того устройство может проверять диоды и транзисторы, а также измерять емкость конденсаторов.
Указатель напряжения отличается высокой точностью измерений – в зависимости от выставленного режима, определяет силу тока, сопротивление проводников и прочие значения до сотых и тысячных долей единиц. Для вывода результатов измерений оснащен жидкокристаллическим индикатором.
Что лучше выбрать
Все устройства имеют свои плюсы и минусы, которые надо учитывать при их покупке. Кроме того, надо понимать, зачем оно будет нужно – к примеру, если контролька отлично себя зарекомендовала в трехфазных цепях, то делать ее для домашнего использования особого смысла нет.
Как ни странно, но если человек не разбирается в электрике, то ему лучше купить все таки полупрофессиональное устройство – хотя бы универсальный пробник на 220-380в. Кроме того, что это просто надежное и нужное устройство, если придется приглашать электрика или просить знакомых посмотреть проводку, то лучше если под рукой окажется хороший прибор.