Анатолий Беляев (aka Mr.ALB). Персональный сайт
Да пребудут с вами Силы СВЕТА!
Электроника. Индикатор электроститики
Индикатор знака электростатического поля
Понадобился индикатор знака электростатического поля. Поискал в Интернете, что-то такое есть... подумал... и сделал несколько по-своему.
Подразделы
- Описание
- Схема2023-06-15
- Конструкция
- Приложение
Описание
Когда необходимо знать "знак" электростатического поля, то полезно иметь какой-нибудь для этого тестер или индикатор, указатель. Собранный индикатор предназначен для указания "знака" электростатического поля.
В Интернете есть разные видео и сайты, где опубликованы подобные индикаторы-тестеры. В основном они собирают на транзисторной сборке FDS8958, однако, на мой взгляд, нет смысла искать или покупать такую сборку, когда под рукой есть планарные полевые транзисторы MOSFET в корпусах SOT-23.
Разработанный мной индикатор компактен, удобен в обращении, лёгкий, занимает мало места и не требует для своей работы много энергии. Не маловажно то, что в индикаторе используется аккумулятор Li-Ion на 3.7 В, который имеет небольшие размеры 34 * 47 * 5 мм. Плата индикатора и плата заряда аккумулятора закреплены на аккумуляторе с помощью двухстороннего скотча.
Схема
Схема разработана для работы от Li-Ion аккумулятора. В моем случае использован старый аккумулятор от сотового телефона. Его ёмкость 750 мАч (такая ёмкость избыточна и подойдёт вообще любой ёмкости, так как индикатор не тратит много энегрии и используется лишь иногда). Для заряда аккумулятора установлен модуль U1 TP4056. Напряжение с аккумулятора подаётся на схему индикатора через микропереключатель SА1.
Схема индикатора построена на двух полевых транзисторах с разными каналами. На транзисторе VT1 (MOSFET-N) реализован индикатор определения положительного знака электростатического поля. На транзисторе VT2 (MOSFET-P) реализован индикатор определения отрицательного знака электростатического поля.
Работа схемы заключается в следующем: при поздействии электростатического поля на небольшую антенну WA, состоящую из двух изолированных проводников – кусочек витой пары 100 мм, происходит открытие, соответствующего знаку поля, транзистора. При положительном знаке открывается транзистор VT1, а при отрицательном знаке поля – транзистор VT2. В первом случае включается красный светодиод HL1, а во-втором случае – синий светодиод HL2. Открытый транзистор подключает соответственный ему светодиод к питанию через ограничивающий резистор 270 Ом (R2, R4). Так как между затворами и истоками транзисторов нет разрядных резисторов, то чтобы обнулить заряд на затворах транзисторов, имеются кнопки SB1 и SB2. Если схема не возвращается в исходное состояние при удалении от электростатического поля, то нажатием на эти кнопки можно вернуть схему в начальное нейтральное состояние для последующих измерений. Чтобы защитить затворы транзисторов от зарядного тока в их цепь установлены резисторы по 100 Ом (R1, R3).
Пробовал между затворами и истоками ставить резисторы большого сопротивления, но даже при сопротивлении 2 МОм заряд быстро сбрасывается, схема как бы сама автоматически приходит в нейтральное состояние, но слишком быстро сбрасывается. Нет такой наглядности, как без этих резисторов. Если поставить резисторы по 10-20 МОм, то, думается, схема будет лучше работать. Тогда уже не будет необходимости в кнопках SB1, SB2. Можно кпопки заменить этими высокоомными резисторами. У меня таких нет, не проверил.
Транзисторы взял от какой-то старой техники, можно использовать любые с напряжением открывание желательно до 3 В. На схеме обозначения транзисторов списаны с их корпусов.
Конструкция
Схема индикатора смонтирована на односторонней монтажной плате размерами 34 * 24 мм. Не стал делать дорожки с помощью травления, а выполнил их методом прорезания фольги. На плате установлены все планарные элементы и к соответствующим дорожкам припаяны светодиоды и выключатель. Резисторы использовал 0805, транзисторы SOT-23, микрокнопки для планарной установки. Ширина дорожек достаточная и поэтому можно установить или большего или меньшего размера элементы, к примеру, резисторы 1206 или 0603.
Вначале схема была собрана на макетной панельке. К планарным элементам подпаял проводки, чтобы вставить в контактные розетки.
Проверил работоспособность схемы. Если провести пластиковой расчёской по волосам и потом поднести её к антенне, то включается синий светодиод. Получается, что на расчёске отрицательный потенциал, который и открывает MOSFET-P.
Изготовил плату из фольгированного текстолита размерами 34*24 мм методом прорезания фольги. Довольно просто и быстро.
Облудил медную фольгу и потом уже на неё перенёс все элементы с макетной панельки.
В итоге получился такой индикатор знака электростатического поля. Изготовил буквально за пару-тройку часов. Больше времени уходит на оформление публикации 
. Конечно можно его и в корпус какой-нибудь засунуть, а можно и так оставить, а можно сверху и снизу сделать крышки из оргстекла или акрила. Будут видны все светодиоды и индикаторные знака поля, и светодиоды режима заряда аккумулятора. Общие габариты всего устройства с учётом выступающих частей разъёма miniUSB и толкателя выключателя составляют 34 * 48 * 20 мм.
После окончательной сборки индикатора, взял расчёстку, потёр об воловы и поднёс к индикатору. Видим как сработал синий светодиод, получается заряд как бы отрицательного знака.
Корпус сделал из пластика ABS, а сверху прозрачная крышка из акрила. Толкатели сделал из кусочка стержня диаметром 4,5 мм от гелевой авторучки.
Для большего удобства можно всё устройство поместить в корпус, хотя и так работает.
Если вам нужен такой индикатор, то повторить мой проект не составит труда даже начинающему радиолюбителю или исследователю электростатических полей.
2024-07-23Необходимое для повторения ниже в Приложении
.
Приложение
- Архив проекта: MrALB_indicator_pole.rar
|
Страница 20 |
 |
1611837 