生活電學DIY科教館

多功能測試器
 

 一、製作材料表：

三、DIY科普電學實驗多功能測試器製作步驟圖與說明：

(1)電池盒已鑽 4 孔。	(2)裸銅線插入電池盒編號 1 鑽孔內，代替電表的黑測試棒，內部銅線套上約 3 cm 的熱縮管絕緣。
(3)LED長腳(正極)插入 2 號孔內，短腳(負極)插入 3 號孔內(絕不可插錯)，PTC兩隻腳可不分，分別插入 3、4 號孔內。	(4)編號3孔內的兩隻腳往上扳 180度，於凸出 0.8公分處用斜口鉗剪斷，末端要焊接，編號 2 孔的長腳LED纏在銅線上，位置儘量高點。
(5)編號 1、3 兩處欲焊接處沾助焊劑(勿太多)。	(6)編號 1、3 兩處焊接完成。
(7)電池盒紅色電線從後面 2 號孔穿過。	(8)紅色電線穿過 2 號孔後的正面圖且剝皮約 1 公分。
(9)PVC單芯線從電池盒背面 1 號孔穿到正面。	(10)黑色熱縮管套在PVC單芯線上。
(11)PVC單芯線和紅電線纏在一起。	(12)沾上助銲劑。
(13)用電烙鐵焊錫，焊接後多餘部份剪掉。	(14)黑色熱縮管套在兩條電線焊接處。
(15)用烙鐵的溫度加熱使熱縮管收縮。	(16)拉直PVC單芯線使連接處平貼電池盒底部。
(17)電池盒背面完成圖。	(18)銅線塑膠絕緣皮取0.8公分後，穿入已剝除1.5公分的銅線(ϕ 0.45 mm)內如圖所示。
(19)將銅線塑膠絕緣皮與已反折之1.5公分銅線(ϕ 0.45mm)一起擠入ϕ 1.6mm之銅棒(已剝 0.8公分)。	(20)PVC單芯線彎折兩折後套上熱縮管。
(21)用電烙鐵加熱使熱縮管收縮，此 1.6mm的另一端剝皮約 2 公分如(23)圖。	(22)銅棒套上熱縮管，以利裝上電池後穩固銅棒。
(23)通斷電測試器完成品。	(24)測試器兩支銅棒搭接碰觸，LED閃爍發光。
(25)充當緊急手電筒，紅棒先碰(夾)黑棒，另用 4 號孔的尾端碰觸 3 號孔已焊接處LED閃亮。	(26)測量 110 V 的交流電壓LED全亮不會閃。
(27)測量直流電壓使電壓正向串聯會閃得更亮。	(28)測量二極體順向會亮，逆向不亮。
(29)測量壓電蜂鳴器會鳴響且LED微閃。	(30)測量電阻器 50kΩ內還會微閃，也可測試電容器的充電過程，先閃亮後慢慢熄滅。
(31)應用內部電池紅棒與黑引線線可用來測各式LED與供電給 3 V 各式元件。	(32)可用磁鐵來測磁簧開關的動作狀 態。
(33)可加熱 PTC/NTC 正/負溫度係數熱敏電 阻來測量其動作的狀況。	(34)可遮、照光來測試光敏電阻與光敏二極體的好壞。

四、元件功能說明：

 （一）主要元件：特殊閃爍LED1個、熱縮管大×1小×2、正溫度係數熱敏
       電阻PTC、ψ0.45mmPVC單芯線50㎝、電池盒、AAA電池2個
       、ψ1.2或1.6mm 銅線二段。
 （二）元件用途簡介：
       1.特殊閃爍LED，顯示檢測元件是否良好的指示燈。
       2.熱縮管大×1小×2，用來固定與連接處的絕缘。
       3.正溫度係數熱敏電阻PTC，用以保護測量AC時的限流，並控制
         通路測試時能有較高的亮度。
       4.ψ0.45mmPVC單芯線50㎝與1.6PVC絕緣銅線，是DIY代替電表
         的紅測試棒，固定電池上的 1.6mm裸銅線代替電表的黑測試
         棒，用來檢測各式元件。
       5.電池盒及AAA電池2顆，提供通路測試與電子元件測試的電
         源。
        6.ψ1.2 或1.6mm銅線二段，作為測試器探測棒用。

  五、科學原理：

   圖一：DIY科普電學實驗多功能測試器製作電路示意圖

   1.如圖一所示，LED與PTC及電池三者係串聯在一起的，待測電線或元
     器件或待測電源，只要在 1.2V~220VDC或 3V~220VAC均可測量。
   2.原理為 3V電池電源經限流電阻及LED流過被測電線或元器件時構成
     通路，而有電流流過LED就可點亮，若被測量者為導線，因接近
     0Ω，但其電流也因 6kΩ的限流約在 0.23mA，就可明顯的看到
     LED閃亮，若被測物高達 50kΩ，其電流雖小到0.00005A(50μA
     微安) ，但此高亮度閃爍LED也可看到微閃，故可測範圍與物件
     相當寛廣。

 圖二：DIY科普電學實驗多功能測試器原理圖

     3.若被測電源為AC 110V或 220V，因此特殊閃爍LED可承受逆向電
       流，且由於 6kΩ的PTC限制，最高電流也被限制在 37mA內，
       LED短時間並無問題，但隨即因流過電流使PTC發熱，PTC的電阻
       立即升至約50kΩ，通過LED的電流約為 2.3mA，若測至 220V
       AC時，初瞬電流雖不，但數秒內隨即降至 2mA內。

六、小提醒：
    1.LED插件時一定要注意長腳在銅柱側。
    2.插件完成且電池紅線與引出紅棒的細線連接完成未焊接時可先裝
      上電池測試，LED應可閃亮。否則應檢查後再焊錫，因LED焊接後
      再退錫不易。
    3.電池儘量使用不漏液電池，如此可耐用約十年。
    4.原電池盒的黑引出線，若不小心與紅棒碰在一起，將導致電池短
      路，所以不用時可將其剪掉以策安全。
    5.裝上電池後若想更安全也可套上另附的熱收膜，將整個電池盒用
      吹頭髮的電吹風封裝起來。
七、本實驗的特色：
    1.應用超簡易的零件，就可測試十數種的電子元器件與家電及機器
      電路的檢修。
    2.由檢測各式電子元器引發學員探討各式元件的知識並可從實際
      DIY中啟發求知的慾望。
    3.從實際DIY可學到各式工具的正確使用方法與要領，並由製作過
      程體會研發與製作是要經過深思與熟慮及不斷的改進才能得來的
      ，開發一個成功的作品是要花相當的時間與努力，且應具備各種
      相關知識與實作經驗，若能深入體會你也可以成為一個科學家。
    4.從動手實作經歷過程實際體會，可磨練個人的思考力、想像力、
      觀察力與創造力及執行意志力。