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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA
Un sencillo buscador de cableado oculto sin fuente de alimentación. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Manual del electricista A veces, en la vida cotidiana, surge la necesidad de determinar la ubicación del cableado eléctrico en las paredes o techos de los edificios. La revista "Radio" publicó numerosos artículos que describen estos dispositivos, tanto de forma independiente [1-6] como adjuntos a un multímetro [7, 8]. Sin embargo, todos requieren una fuente de alimentación o funcionan con un multímetro, que, sin embargo, también tiene su propia fuente. ¿Es posible hacer un buscador que no requiera fuente de energía? Está claro que un dispositivo de este tipo debe tener al menos un indicador. También es intuitivamente claro que este indicador debe ser de micropotencia y preferiblemente óptico. Entre toda la variedad se pueden elegir lámparas de descarga de gas (neón), LED y LCD. Las lámparas de neón tienen una corriente de décimas de miliamperio, pero el voltaje de encendido es muy alto: decenas de voltios. Entre los LED se pueden encontrar dispositivos con una corriente de décimas de miliamperio y un voltaje de 1,5...2 V. Sin embargo, según el autor, los más económicos son los LCD. Consumen corriente desde unidades hasta decenas (a veces cientos) de microamperios a un voltaje de un voltio. Además, a diferencia de los LED, no requieren un voltaje constante, lo que significa que no necesitan un rectificador. Entonces, se selecciona el indicador. ¿Que sigue? ¿Cómo puedo hacer que indique la presencia de un campo eléctrico alterno, dado que el buscador no debe tener conexión galvánica con el cableado? Recordemos que el cableado eléctrico se suele realizar con un cable de dos o tres hilos aislados de un diámetro de 1...2 mm en aislamiento general. Uno de los cables es neutro o neutro, el segundo es fase con un voltaje efectivo (rms, efectivo) de 230 V con respecto a cero, el tercero es conexión a tierra (no está presente en un cable de dos hilos). A veces, muy raramente, hay situaciones en las que el voltaje en la red está formado por cables bifásicos. En cualquier caso, podemos suponer que a cierta distancia de los cables, superando su diámetro y la distancia entre ellos, se crea un campo eléctrico alterno mediante dos cables con una tensión de 230 V entre ellos.
Considerando que el LCD, como elemento de un circuito eléctrico, es similar a un capacitor [9], consideremos el circuito de la Fig. 1. En él, la pantalla LCD es la capacidad de la pantalla LCD (un elemento con respecto a la salida común); 1 y 2 - cables de red; 3 y 4 - puntos a los que están conectadas las salidas LCD; C1-C4 son condensadores formados por cables de red y puntos de conexión para terminales LCD. Teniendo en cuenta el hecho de que, en una primera aproximación, a una distancia muy superior a la distancia entre los cables de la red, la capacitancia de los condensadores C1-C4 puede considerarse la misma, obtenemos do = doLCD (ULCD/(túc - ULCD)), donde C es la capacitancia de los capacitores C1 -C4; tuLCD - voltaje en la pantalla LCD; Ud.c - tensión de red. Se seleccionó como indicador un LCD FP-056P de un solo dígito y siete elementos. Las mediciones han demostrado que la capacitancia de su elemento g en relación con el terminal común es ligeramente inferior a 80 pF, y el voltaje de "encendido" del elemento no excede los 3 V. Sustituyendo estos valores en la fórmula, encontramos que el la capacitancia de los condensadores C1-C4 debe ser de al menos 1 pF. Esta capacidad puede ser proporcionada, por ejemplo, por un trozo de cable con dos núcleos con un diámetro de 1 mm en aislamiento total de aproximadamente 150...200 mm de largo a una distancia de 20 mm de los cables de la red. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que dicho cable tiene su propia capacitancia lineal, que debe agregarse a la capacitancia del LCD, ya que están conectados en paralelo. Por ejemplo, la capacitancia lineal medida de un cable con dos núcleos con un diámetro de 1 mm, una distancia entre ellos de 2 mm y con aislamiento de PVC es de aproximadamente 70 pF/m. Esto significa que un trozo de cable de 150 mm de largo tiene una capacitancia de aproximadamente 10...15 pF. Los experimentos han demostrado que en situaciones reales, para buscar cableado oculto, la longitud de los cables del buscador debe ser de al menos 350...400 mm. Es extremadamente inconveniente trabajar con un buscador de este tipo, además, el cableado eléctrico debe tener secciones rectas de tal longitud, lo que en la práctica no siempre se logra. Por supuesto, es posible separar los cables entre sí a una distancia mayor, reduciendo así su propia capacitancia, pero como muestran los experimentos, sin reducir la sensibilidad, la longitud de los cables no se puede reducir significativamente. ¿Es posible reemplazar los cables por otra cosa? Por los fundamentos teóricos de la ingeniería eléctrica se sabe que la capacitancia de un cable sobre un plano conductor infinito es dos veces mayor que la de dos cables separados por la misma distancia. Se puede suponer que la capacitancia de un cable ubicado sobre una placa de ancho finito tendrá algún valor intermedio entre estos casos extremos. En consecuencia, los cables se pueden sustituir por placas, que deberían proporcionar la capacidad necesaria. El problema de calcular la capacitancia entre dos placas del mismo ancho situadas en el mismo plano se resolvió en [10]. También hay un gráfico que muestra la dependencia de la capacidad lineal de la relación entre la distancia entre las placas y el ancho de la placa (Fig. 9.4 en la pág. 227). Tenga en cuenta que para obtener la capacidad lineal en picofaradios por metro, debe multiplicar el valor de capacidad de este gráfico por 8,86. Los cálculos preliminares han demostrado que para indicar la presencia de un campo eléctrico alterno a una distancia de unos 20 mm de los cables, son suficientes placas con un ancho de 15...20 mm (en el caso de placas más anchas, la sensibilidad aumenta, pero la capacitancia intrínseca y las dimensiones aumentan y se deteriora la precisión para determinar la “ubicación” de la red (cable) con un espacio de 2...3 mm entre ellos y una longitud de 200...250 mm. El aumento de la longitud de las placas también conduce a un aumento de la sensibilidad del dispositivo.
En base a esto, se decidió montar el buscador en una placa de circuito impreso. Su dibujo se muestra en la Fig. 2, está fabricado por un lado de una lámina de fibra de vidrio con un espesor de 1,5 mm. En el centro del tablero, paralelo a los lados anchos, se retira la lámina hasta un ancho de 2 mm. Las dos áreas resultantes son los puntos 3 y 4 de la Fig. 1. Las mediciones mostraron que la capacitancia entre dos almohadillas de 205 mm de largo y 16,5 mm de ancho es de aproximadamente 6 pF, respectivamente, la capacitancia lineal es de aproximadamente 30 pF/m, que es más de la mitad de la capacitancia lineal de los dos cables en aislamiento común que Se discutió el discurso anterior. El pin LCD común está soldado a una almohadilla de la placa y el pin del elemento g está soldado a la otra. Esto se hace para que el elemento g indique la dirección de los cables de la red eléctrica. Un buscador de este tipo "reconoce" con confianza la presencia de cableado eléctrico a una distancia de 15...20 mm, lo cual es suficiente para practicar. Si un elemento "iluminado" no es suficiente para alguien, puede conectar dos ubicados en los bordes: los elementos a y d (pines 7 y 2 del FP-056P LCD), dejando el pin común desconectado. En este caso, el voltaje de "encendido" se duplicará, pero la capacidad total de la pantalla LCD se reducirá a la mitad, ya que sus elementos estarán conectados en serie. Los experimentos con tal inclusión de dos elementos mostraron que, efectivamente, la sensibilidad del buscador no cambió notablemente, pero apareció un efecto "desagradable" asociado con la inclusión caótica e impredecible de elementos desconectados, aunque puede considerarse positivo, ya que hay un efecto adicional. indicación de la presencia de un campo eléctrico alterno. El buscador es muy sencillo de utilizar: hay que fijar el tablero a la pared y moverlo, girándolo en pequeños ángulos en direcciones opuestas. En función del "brillo" máximo del elemento o elementos, se determina la ubicación del cableado eléctrico (Fig. 3).
Puede aumentar la sensibilidad (aumentar la distancia a la que el buscador "siente" el cableado eléctrico) tocando una de las almohadillas del tablero con el dedo. En este caso, uno de los terminales LCD está conectado a tierra a través de una capacitancia humana. Dado que en la mayoría de los casos el cable neutro del cableado eléctrico también está conectado a tierra, teóricamente la capacitancia de los condensadores C1 y C3 (o C2 y C4, según el pin de la pantalla LCD que toque) para el funcionamiento normal del buscador puede ser menor. Es cierto que esto sólo es posible si la capacidad de una persona es mayor que la capacidad de C1 y C3 (o C2 y C4), lo que no siempre es el caso. En primer lugar, depende del entorno, de la ubicación de la persona en relación con las estructuras conectadas a tierra, principalmente tuberías de calefacción y plomería o estructuras de hormigón armado, así como de la ubicación del propio cableado eléctrico. En cualquier caso, ¡vale la pena intentarlo! Literatura
Autor: I. Podushkin
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