多功能測電筆,由PCB本身構成完整的筆體,用一顆CR1220電池供電。可測電壓范圍<500V。其實這個東西和網上賣的"彩光測電筆",功能是一樣的,我只是在模仿。
安全須知:R1、R2安裝1.2M~10MΩ,1/4w的高壓玻璃釉電阻,安全考慮建議這兩個電阻的值的并聯值不要小于1M。普通色環電阻的耐壓不夠,可能會擊穿,不能用。
電阻越小越靈敏。R2要比R1大一些,否則紅燈(R1的通路)被分流太多,變得不靈敏。
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基本特性是,把手到筆頭存在通路,那么綠燈就會亮。如果把手到筆頭形成通路,并且筆頭帶有比把手高出幾十V的電壓,那么紅燈和綠燈也會亮,并且綠燈比筆頭沒電壓時更亮,電壓越高越亮。靈活利用這兩個特性就可以做多種包括但不限于如下的測量判斷:
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電量自檢:筆不接觸其他物體,人體同時接觸筆尖和筆尾,利用人體形成回路,綠燈亮,說明電池有電。
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基本功能和普通電筆一樣,人站著大地上,與大地導通,手拿著筆尾把手(較寬的部分,圖中的handle)的金屬部分,用筆尖(較窄的部分,圖中的testPin)的金屬部分接觸需要測量的物體。
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判斷零線、地線(接地的物體):手拿筆尾金屬部分,筆尖接觸物體,只有綠燈亮,說明物體接地(經過大地和人體形成回路)。圖為零線和地上的金屬桌子。
判斷火線(帶電的物體):手拿筆尾金屬部分,筆尖接觸物體,氖泡亮,紅色、綠色燈都亮,綠色燈比零線的情況更亮,說明物體帶電。如果沒裝電池或者電池沒電,燈不會亮,但是氖泡會亮,也能發現物體帶電。如果不要氖泡可以將氖泡的焊盤短接,可以提高紅燈的靈敏度。
測量通斷:導線兩頭同時接觸筆兩頭。也可以一手接觸導線一頭(請先確定導線不帶電!),另一手拿筆尾金屬部分,筆尖接觸導線另一頭。綠燈亮,說明導線通。
無接觸感應測電:手拿筆尾金屬部分,用筆尖靠近物體,但不接觸,綠燈亮,說明物體帶電。可以用于尋找某處斷開的火線的斷點:隔著線皮,筆尖貼著火線移動,移動到某處綠燈熄滅或明顯變暗,說明這里是火線的斷點。
感應比較靈敏,會在一些含有比較多高頻干擾但是實際上不帶電(如各種開關電源、充電器的輸出)的東西上感應出綠燈亮燈的現象。可以拆了R3、R4,拆一個,靈敏度就下降一點,全拆最不敏感。把Q1~Q3換成放大倍數更低的三極管也可以降低靈敏度。實測R3、R4兩個都不裝時靈敏度已可用,綠燈亮度稍微偏低。裝一個就已經太高了。后續建議換放大倍數更低的三極管試試。
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建議用1.0、1.2等比較薄的PCB厚度,便于需要筆頭塞入縫隙中的情況。但是薄的PCB比較軟,容易不小心折斷,自行取舍。建議在筆頭包一圈 雙面導電銅箔膠帶 以使PCB側面接觸也可用。
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R8用于消除PCB表面微弱漏電帶來的影響。PCB表面微弱漏電流入三極管,導致筆不接觸任何物體時,綠燈也會微弱亮起。首先清潔、干燥PCB表面減少漏電影響,如果仍然出現筆不接觸任何物體時綠燈也會微弱亮起的現象,可以安裝R8,但同時會降低綠燈的靈敏度,取值需要根據實際情況實驗確定,從大到小嘗試。反之可以增大R8的取值。(玄學現象,和表面干凈程度,天氣濕度都有關系)。即使調試結果確定不裝R8也無此現象,亦不可從設計中刪除R8的焊盤,因為焊盤之間的表面微弱漏電流實際上仍起到一個電阻的作用,實測加入R8焊盤之后即使不裝R8,此現象幾乎不再出現,因此實際上沒裝R8。
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這也是一個模電入門的好例圖。可以思考以下,為什么只有帶電物體才能讓紅燈亮(Q4的作用是什么?),而綠燈只要存在通路就會亮?為什么可以實現感應測電(涉及到書本上沒有說的【分布參數】!)?
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