Fortgeschrittener Kabel- & Leitungsprüfer: Schaltplan & Anleitung

Multi-Draht- und Kabel-Tester-Schaltung: Elektronisches Projekt

Kabelprüfer sind elektronische Geräte, die zum Testen elektrischer und elektronischer Verbindungen sowie der Signalstärke in Signalkabeln oder verschiedenen verdrahteten Baugruppen verwendet werden. Sie werden allgemein zur Überprüfung der Pfadkonnektivität eingesetzt und erkennen auch fehlerhafte Verkabelung. Mit einem Kabelprüfer können Sie die Kommunikationsstärke eines Kabels von der Quelle zum Ziel überprüfen.

Heutzutage gibt es dank technologischer Fortschritte fortschrittliche Kabelprüfer mit verbesserten Funktionen und Qualität auf dem Markt. Fortgeschrittene Kabeldetektoren können verschiedene Kabeleigenschaften messen, wie Widerstand, Störungen, Rauschen und Signaldämpfung. Einfache Kabelprüfer wurden als Basistester entdeckt.

Kabelprüfer werden weiter in verschiedene Typen unterteilt. In diesem Artikel besprechen wir den Designprozess der Kabelprüferschaltung sowie deren Funktionsweise und Anwendung. Zunächst werfen wir einen Blick auf die Arten von Kabelprüfern und ihre unterschiedlichen Verwendungszwecke.

Basistester:

Ein Phasenprüfer oder Basistester ist ein einfaches Instrument, das mit Batterie betrieben wird. Dieser einfache Kabelprüfer ist leicht zu bedienen und tragbar. Er verfügt über ein oder mehrere Spannungsanzeigen, eine Stromquelle und außerdem eine Scan- oder Schaltanordnung, um verschiedene Leiter nacheinander zu prüfen. Er kann auch einen Mikrocontroller und ein Display für die Automatisierung des Prüfprozesses und die Anzeige der Ergebnisse enthalten.

Sie können das Kabelprüfgerät gleichzeitig an beide Enden des Kabels anschließen, oder es kann eine Trennung zwischen Anzeige und Stromquelle geben, um das Einspeisen eines Prüfstroms an einem Ende und die Erkennung der Ergebnisse am anderen zu ermöglichen. Hier sind zwei Begriffe: Modulare Steckverbinder und Ethernet.

Wenn Sie mit ihnen vertraut sind, ist das gut; andernfalls sollten Sie sie sich ansehen.

Modulare Steckverbinder:

Modulare Steckverbinder wurden in den 1960er Jahren für den Einsatz im Bell-System entwickelt (ein von der Bell Telephone Company geführtes Unternehmenssystem, das Telefondienste in Kanada und den USA anbot). Es handelt sich um eine Art elektrischer Steckverbinder für Kabel und Leitungen verschiedener Geräte oder elektronischer Geräte wie Telekommunikationsausrüstung, Audio-Headsets und Computernetzwerke.

Ethernet:

Es ist eine Familie von Computernetzwerktechnologien, die allgemein in LAN, MAN und WAN verwendet wird.

Ein Kabelprüfer wird allgemein verwendet, um zu überprüfen, ob die Verbindungen im Kabel beabsichtigt sind oder nicht. Wenn eine unbeabsichtigte Verbindung fehlt, spricht man von "Offen". Wenn unerwartete Verbindungen gefunden werden, spricht man von "Kurzschluss". Die Prüfung erfolgt in zwei verschiedenen Phasen. In der ersten Phase wird geprüft, ob die beabsichtigten Verbindungen gut sind – bekannt als Offen-Test. In der zweiten Phase wird verifiziert, dass keine unbeabsichtigten Verbindungen bestehen – bekannt als Kurzschluss-Test.

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Zwei gängige Methoden für Verbindungsprüfungen:

1. Durchgangsprüfung
2. Widerstandsprüfung

Durchgangsprüfung – Elektrischer Strom wird durch alle Anschlüsse geleitet; wenn der Strom in allen Verbindungen fließt, gilt es als intakt. Sie wird mit einer Batterie und einer Glühlampe durchgeführt.

Widerstandsprüfung – Bei diesem Test wird ein bekannter Strom durch die Verbindungen geleitet und anschließend die Spannung gemessen und mit dem erwarteten Wert verglichen.

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Zwei kritische Methoden für Kurzschluss-Tests:

1. Niederspannungstest
2. Hochspannungstest

Niederspannungstest – Hierbei wird eine kleine Leistung und eine niedrige Spannungsquelle zwischen zwei Leiter angeschlossen. Dann wird die Strommenge gemessen; fließt kein Strom, gelten die Leiter als isoliert.

Hochspannungstest – Hierbei wird eine hohe Spannungsquelle (mehrere hundert Volt) angeschlossen. Eine erhöhte Spannung macht es wahrscheinlicher, fast kurzgeschlossene Verbindungen zu finden.

Arten von Testern:

Signalprüfer:

Leistungsstärkere Kabelprüfer können die das Signalübertragung betreffenden Kabeleigenschaften messen, darunter den Gleichstromwiderstand des Kabels, die Dämpfung (d. h. Signalverlust) einer Nachricht bei einer oder mehreren Frequenzen sowie ein Maß für die Isolation zwischen mehreren Aderpaaren eines Kabels oder Übersprechen.

Optischer Signalprüfer:

Optische Kabelprüfer enthalten eine sichtbare Lichtquelle und einen Steckverbinder für die visuelle Kabelinstallation.

Netzwerkkabelprüfer:

Ein grundlegender Netzwerkkabelprüfer besteht aus einer Stromquelle und einem Messgerät. Sie sind korrekt zwischen Computer und Server angeschlossen.

Vier Arten von Netzwerkkabeltests:

1. Netzwerkkanal-Test – Misst die Netzwerkleistung zwischen Arbeitsstation und Hub.
2. Permanent-Link-Test – Bei diesem Test werden bei der Kabelinstallation die Kabel verlegt, an Patchpanels und Keystone-Modulen terminiert. Daher wird die Leistung des Permanent Links getestet.
3. Durchgangsprüfung – Eine der grundlegendsten Testformen, die feststellt, ob eine Verbindung zwischen zwei Punkten hergestellt werden kann.
4. Aderzuordnung (Wire Mapping) – Mit einem Aderzuordnungsprüfer kann man feststellen, wie das Kabel verdrahtet oder gepaart ist.

CAT 5, CAT5e, CAT6 sind Netzwerkkabel, die als Kabelprüfer für Computer-Tests verwendet werden. Da verschiedene Arten von Daten über Netzwerkkabel übertragen werden, ist es notwendig, dass sie ordnungsgemäß zwischen Computer und Server verbunden sind.

Das war es zu Netzwerkkabelprüfern. In diesem Projekt werden wir den IC 4017 als Zählerbaustein verwenden.

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Benötigte Bauteile für den Leitungstester:

• IC-4017
• 555 Timer IC
• Widerstände (10k-2, 2,2k-2, 500k-4)
• LED
• Stromversorgung – 9 V
• Steckbrett
• Kondensatoren (10µF-1, 10nF-1)
• Verbindungsdrähte

IC 4017:

Der IC 4017 ist ein Dekoderschaltkreis, der sich gut für Zählanwendungen im niedrigen Bereich eignet. Diese Zähleranwendung wird im Kanal zur Erzeugung von LED-Effekten verwendet. Dieser 16-Pin-CMOS-Dezimalzähler ist einfach zu verwenden und mit dem 555-Timer-IC zu verbinden.

Pin-Belegung des IC 4017:

PIN	Funktion & Beschreibung
Pin-1	Ausgang 5, wird HIGH, wenn der Zähler fünf Zählungen erreicht.
Pin-2	Ausgang 1, wird HIGH, wenn der Zähler null Zählungen erreicht.
Pin-3	Ausgang 0, wird HIGH, wenn der Zähler null Zählungen erreicht.
Pin-4	Ausgang 2, wird HIGH, wenn der Zähler zwei Zählungen erreicht.
Pin-5	Ausgang 6, wird HIGH, wenn der Zähler sechs Zählungen erreicht.
Pin-6	Ausgang 7, wird HIGH, wenn der Zähler sieben Zählungen erreicht.
Pin-7	Ausgang 3, wird HIGH, wenn der Zähler drei Zählungen erreicht.
Pin-8	Masse-Pin des IC
Pin-9	Ausgang 8, wird HIGH, wenn der Zähler acht Zählungen erreicht.
Pin-10	Ausgang 4, wird HIGH, wenn der Zähler vier Zählungen erreicht.
Pin-11	Ausgang 9, wird HIGH, wenn der Zähler neun Zählungen erreicht.
Pin-12	Kann verwendet werden, um einen weiteren IC oder Zähler zu kaskadieren, um die Effizienz zu steigern.
Pin-13	Deaktivierungs-Pin
Pin-14	Takteingang
Pin-15	Reset-Pin, der während des normalen Betriebs LOW gehalten wird.
Pin-16	VCC-Pin

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Kabelprüfer-Schaltplan:

Beachten Sie, dass wir den 555-Timer-IC zur Steuerung der Schaltungsfunktion verwenden. Die Funktionsweise und Eigenschaften des 555-Timer-IC wurden in unseren vorherigen Artikeln besprochen. Nun sind Sie nach der obigen Diskussion mit den Eigenschaften des IC-4017 vertraut. Sammeln Sie nun die folgenden Bauteile, um die Kabelprüferschaltung zusammenzubauen.

Verbinden Sie die Bauteile wie folgt:

• Schritt 1 – Verbinden Sie den Taktsignal über den 555-Timer-IC mit Pin 14 des IC 4017
• Schritt 2 – Verbinden Sie den 5. Ausgang (Q4) mit dem Reset-Pin zum Zurücksetzen.

(Sobald der 5. Ausgang Q4 HIGH geht, setzt er den IC zurück und macht Q0 wieder HIGH)

Funktionsweise des Kabelprüfers:

In dieser Schaltung wird der 555-Timer-IC im astabilen Modus verwendet, um ein Taktsignal zu erzeugen. Die Frequenz des Taktsignals hängt von zwei Widerständen R1 und R2 (2,2 kΩ bzw. 10 kΩ) und dem Kondensator C1 von 10 µF ab. Daher hängt die Blinkgeschwindigkeit der LED von dieser Frequenz ab.

Hier haben wir vier Drähte verwendet, um zu zeigen, wie der Kabelprüfer funktioniert. Wenn alle Kabel fehlerfrei sind, lassen sie den Stromdurchgang zu, und die an das andere Ende angeschlossene LED geht HIGH (leuchtet). Wenn ein Defekt vorliegt, leuchtet die jeweilige LED nicht. So können wir sagen, dass ein Fehler im Kabel vorliegt. Nach Abschluss des Tests erhalten wir das Ergebnis, ob das Kabel defekt ist oder nicht. Wir verfügen über ein multifunktionales Netzwerkkabel-Testgerät (RJ45), das sehr praktisch in der Anwendung ist.

Anwendungen des Kabelprüfers:

• RJ11-Kabelprüfer für Telefonleitungen und RJ45-Netzwerkkabelprüfer für Netzwerkkabel.
• Er führt zwei Tests durch, Master und Remote, die die Analyse erleichtern.
• Er kann zur Überprüfung fehlerhafter Verbindungsdrähte oder Kurzschlussstellen im Kabel verwendet werden.

Fazit:

Kabelprüfer sind von großem Nutzen für die Fehlersuche an Leitungen. Wir haben den IC 4017 verwendet und die Funktionsweise des IC 4017 als Zähler zur Ausgabeanzeige besprochen. Wir haben den 555-Timer-IC verwendet, um das PWM-Signal für den 4017-IC zu erzeugen. Beide Hauptkomponenten wurden zusammen mit ihrer Funktionsweise in diesem Artikel besprochen. Wir hoffen, dass Sie nun in der Lage sein werden, diesen einfach zu bedienenden Kabelprüfer ohne Schwierigkeiten zu entwerfen.