Поиск скрытой проводки

Дело было так: на даче внезапно перестала работать розетка на кухне (как оказалось позже, в эту розетку включили одновременно два обогревателя).

Возник вопрос: как это все чинить? Не ясно было, как идут провода от розетки, куда ведут, как подключены. Прозванивание тоже ясности не внесло.

Тут мне пришла идея собрать индикатор скрытой проводки, и с его помощью попробовать найти путь, по которому идет провод в стене.

Схемы, которые сходу нашлись в интернете, мне показались неинтересными; к тому же нужны были советские радиодетали. Поэтому я решил разработать свою схему, с блекджеком и шлюхами.

Для этой цели решено было использовать микросхему с несколькими операционными усилителями (ОУ) - во первых, потому что с ОУ мне приходилось работать только в моделирующих программах на лабораторных работах в универе, и хотелось собрать что-то реально работающее в железе; во-вторых, схемы на ОУ проще в разработке и наладке.

Начал я с моделирующей программы MicroCAP. Нашел недорогую микросхему, модель которой есть в этой программе, и которую можно свободно купить в ближайшем радиомагазине. Это оказалась LM324 - 4 ОУ в одном 14-ногом корпусе.

Далее, я сформулировал требования - что бы я хотел в результате получить. Требования были такими: устройство должно реагировать на электрическое поле 50 гц, и в случае превышения интенсивности этого поля определенного порога - издавать звук и сигнализировать светодиодом.

Первым делом я собрал генератор звуковой частоты:

Затем задумался, как можно сымитировать наводку от проводки. Предположил, что между антенной прибора и проводом очень большое сопротивление и очень маленькая емкость. Умножение на определенную меняющуюся величину - приближение/удаление антенны прибора к проводу.

Дальше нужен был усилитель с определенным порогом чувствительности. Порог регулируется соотношением резисторов R16 и R15.

Далее нужна схема, которая в отсутствии колебаний выдает низкий уровень, а при наличии - высокий.

Этот каскад состоит из емкости, которая быстро заряжается, но медленно разряжается. И если напряжение на емкости падает ниже определенного уровня (который задается соотношением R12/R11), то на выходе ОУ - низкий уровень, иначе - высокий.

На выход этой схемы можно подсоединять светодиод. Также, этот выход должен управлять звуковым сигналом. Это делает последний каскад:

Он реализован с помощью сумматора напряжений и ОУ в режиме компаратора.

Вот финальная диаграмма работы устройства:

Далее с помощью программы SprintLayout сделал разводку печатной платы (под SMD-компоненты):

Та же плата в зеркальном отражении и без компонентов (для ЛУТ):

Напечатал на лазерном принтере, утюгом перевел с бумаги на текстолит, вытравил в хлорном железе, залудил. Вот что в результате получилось:

Напаял детали, проверил на отсутствие "соплей", промыл от флюса.

Схема заработала с первого раза, но из-за высокой чувствительности работа схемы зависела от того, в каком месте за нее возьмешься рукой.

Поэтому пришлось все участки схемы заэкранировать со всех сторон. После этого схема стала работать стабильно.

Законченное устройство:

Итог: устройство реагирует на провод под напряжением на расстоянии около 10 см; ток потребления при включенной индикации - 30 мА, при выключенной - 1.5 мА. Если учесть, что емкость батарейки около 0.6 А*ч (по данным с сайта производителя), то должно хватить где-то на пару недель непрерывной работы.

Цена устройства: ОУ - 2 грн, конденсаторы, резисторы, диоды - 5 грн, плата - 3 грн; разработка схемы - 2 ч, разводка платы - 1 ч, изготовление печатной платы - 1 ч, пайка - 2 ч, изготовление корпуса - 2 ч. В сумме - 10 грн и 8 часов.

Схема и печатная плата