Jednoduchý detektor/hledač (klikněte pro plné rozlišení)
Jednoduchý detektor - schéma zapojení (klikněte pro plné rozlišení)
Obvod se skládá ze tří tranzistorů a několika dalších součástek. Jedná se v podstatě o tři zesilovací stupně zapojené za sebou. Je-li poblíž antény vodič pod střídavým napětím, do antény poteče malý proud díky kapacitní vazbě - v případě, že budeme uvažovat napětí 230 V, frekvenci 50 Hz a kapacitu 0,2 pF, reaktance bude 15,9 GΩ, proud se tedy bude pohybovat okolo 14,4 nA (špičkově cca 20 nA). Pokud pro zjednodušený odhad zanedbáme neideality součástek a budeme uvažovat, že každý stupeň bude mít proudové zesílení 100 (zesilovací činitel tranzistoru závisí i na proudu, proto je zde pro odhad použita tato nižší hodnota), proud LED bude již dostatečný na rozsvícení LED - špičkově 20 mA, pokud by zde nebyl omezovací rezistor R3. Rezistory R1-R3 omezují proud do jednotlivých zesilovacích stupni či LED.
Dioda D1 chrání přechod tranzistoru Q1 před přílišným závěrným napětím/tvoří vodivou cestu při druhé půlvlně a omezuje rozkmit napětí na vstupu (v případě, že by se přechod B-E Q1 musel v opačném směru prorážet, rozkmit by byl cca 8 V, aby toto šlo dosáhnout, byl by potřeba vyšší proud anténou, navíc by docházelo k degradaci tranzistoru).
Pokud je tento detektor příliš citlivý, lze mezi emitor a bázi Q3 zapojit rezistor s hodnotou řádově v desítkách až stovkách kΩ, například 10 kΩ sériově s 500 kΩ trimrem.
V prototypu byly použity tranzistory BC547B, BC557B - označené na konci písmenem "B" (určuje zesílení, pro tento typ cca 300) a na místě R1, R2 použity 1 kΩ. Hodnoty součástek nejsou úplně kritické, viz poznámka ve schématu.
Hotové zařízení, v provozu (klikněte pro plné rozlišení)
Schéma zapojení (klikněte pro plné rozlišení)
Tato složitější verze je navržena pro napájení jedním CR2032 článkem a zmenšená.
První část obvodu (ve schématu Auto power off) se stará o spínání napájení a časování. Tranzistor Q8 slouží jako primitivní ochrana proti ESD a přepólování. Po stisknutí tlačítka SW1 se přes rezistor R1 nabije kondenzátor C1, po puštění tlačítka se tento kondenzátor postupně vybíjí přes rezistor R2. Pokud je napětí na C1 o něco vyšší než prahové napětí MOSFETu Q1 (BSS138), tak Q1 přes R4 sepne Q2 (R3 zde eliminuje vliv zbytkových proudů), který sepne Q3. Q3 spíná záporný pól baterie na uzel GND. LED D1 signalizuje provoz, rezistory R6, R7 nastavují proud a min. napětí pro rozsvícení LED (doporučuji cca 2,5 V - slouží i jako indikace slabé baterie). Rezistor R2 a kondenzátor C1 určují dobu do vypnutí po puštění tlačítka, zde to je přibližně 40 sekund. Tři tranzistory jsou zde použity z důvodu vyššího celkového zesílení, aby doba, kdy je Q3 neúplně sepnutý, byla co nejkratší.
Samotný detektor funguje podobně jako výše zmíněná jednodušší varianta. Místo diody u prvního zesilovacího stupně (s tranzistorem Q7 - BC847C) je použit B-E přechod tranzistoru Q10. Tento přechod má sice velmi malé průrazné napětí (což zde nevadí), ale má velice malý zbytkový proud. Za prvním stupněm následuje stupeň s tranzistorem Q6. Rezistor R13 určuje citlivost, v případě, že je ji potřeba donastavit, je ho možné nahradit sériovou kombinací 10 kΩ rezistoru a 500 kΩ až 1 MΩ trimru.
Indikace má dva stupně, nižší (D4) a vyšší (D2). LED D4 je řízena tranzistorem Q5. Pokud do jeho báze teče dostatečný proud, D4 se rozsvítí, nicméně začne téct proud i B-E přechodem tranzistoru Q9, který je zde použitý jako dioda místo obyčejné diody z důvodu, aby měl v tomto zapojení podobné charakteristiky jako B-E přechod Q5. Pokud bude proud kolektorem Q6 (a tedy i tranzistorem Q9) dostatečný, aby na rezistoru R10 vznikl úbytek cca 0,6 V, rozsvítí se i LED D2.
Detektor byl zkonstruován na univerzální desce pomocí SMD součástek a pájitelného lakovaného drátu a umístěn do krabičky s rozměry 50x28x15 mm. Reziduum na desce viditelné na obrázcích níže je poškrábaný kalafunový lak. Vstupní části obvodu jsou zality tavným lepidlem (provozní teplota je zde nízká, takže to není problém) pro lepší izolaci/odolnost vůči svodu způsobeného vlhkostí. Na desce by neměly zůstat žádné vodivé zbytky.
Anténa je zde vyrobena pomocí měděné pásky nalepené na spodek krabičky. Na spodní straně desky jsou pružné kontakty (zde použité z USB konektoru) pro kontakt s měděnou páskou. Páska je rozdělena na dva úseky - jeden kratší, zevnitř na "přední" části krabičky a malé části spodku, dále je zde velký úsek, který je připojen na uzel GND (tímto je kapacitně obvod "připojen k zemi" přes uživatele). Rozdělení pásky je částečně vidět na fotografii. Cu páska je pod deskou překryta izolační páskou s výřezy na místě pružných kontaktů.
Horní strana desky (klikněte pro plné rozlišení)
Spodní strana desky (klikněte pro plné rozlišení)
Vnitřek krabičky (klikněte pro plné rozlišení)
Pozor, detektor může nadetekovat i napětí vzniklá různými kapacitními vazbami. Je určen pouze pro detekci střídavých napětí. Měl by být použit pouze jako orientační nástroj, hrozí-li riziko úrazu elektrickým proudem či poškození majetku, měla by být použita ještě jedna další (a jiná) metoda měření. Vše děláte na vlastní riziko.