Ультразвуковой отпугиватель животных. Схема на HC4093

Если вы сыты по горло кошками, лисами и собаками, бродящими по вашему саду, ломающими все цветы и пачкающими ваш газон, то эта схема может быть хорошим вариантом решения вашей проблемы.

На протяжении многих лет было опубликовано множество схем для отпугивания животных на основе транзисторов, таймера NE555 и даже микроконтроллеров. Работа таких устройств, как правило, основывается на том, что большинство животных могут быть обращены в бегство внезапными необъяснимыми громкими звуками.

Поскольку мы пытаемся отпугнуть животных, а не людей, то в нашем устройстве мы будет использовать ультразвуковые частоты, не воспринимаемые человеческим слухом, но прекрасно слышимые кошкам, собакам и, несомненно, лисам.

Чтобы животные не привыкли к звуку, устройство спроектировано таким образом, что оно издает звук со свип-частотой короткими импульсами с относительно длинными интервалами между ними. Это в свою очередь снижает средний ток потребляемый устройством, обеспечивая продолжительную работу от одной батареи.

Как это работает

Принципиальная схема отпугивателя животных показана на рисунке ниже.Ультразвуковой отпугиватель животных. Схема на HC4093

Цифровой мультиметр AN8009
Большой ЖК-дисплей с подсветкой, 9999 отсчетов, измерение TrueRMS...
Подробнее

Сердце схемы — это, логический элемент DD1.4 (HC4093 — И-НЕ с триггером Шмитта), сконфигурированный как генератор прямоугольных импульсов. Его частота определяется сопротивлением резистора R5 и емкостью конденсатора C3. Базовая частота генератора находиться выше 20 кГц. Чтобы обеспечить максимально возможную выходную мощность, выходной сигнал подается на простой двухтактный усилитель, образованный двумя парами полевых МОП-транзисторов (ZVN2110A и ZVP2110A).

Одна пара транзисторов, TR1 и TR2, управляется напрямую от DD1.4. Другая пара, TR3 и TR4, управляется инвертированным сигналом от DD1.3. Таким образом, пьезоизлучатель WD1 работает в мостовом режиме. Это эффективно увеличивает выходную мощность в четыре раза по сравнению с несимметричным выходом, работающим от того же напряжения питания.

Чтобы сделать звук менее предсказуемым (и, надеемся, более сдерживающим животных), базовая частота плавает в определенном диапазоне частот за счет добавления генератора, построенного на логическом элементе DD1.2. Данный генератор работает с частотой около 300 Гц, и его сигнал имеет примерно треугольную форму.

Выходной сигнал данного генератора, доступный на конденсаторе C2, через резистор R4 на конденсатор C3 помогает, а иногда препятствуя нормальной зарядке и разрядке конденсатора C3 через резистор R5. Это приводит к тому, что частота звука изменяется от 21 кГц до 25 кГц.

Изменение выходной мощности по диапазону частот также имеет то преимущество, что звук становится громче по мере достижения резонансных пиков в характеристике пьезоэлемента.

Наконец, генератор, построенный на основе элемента DD1.1, производит высоко асимметричную форму сигнала из-за действия диода D1. Выходной сигнал генератора становится максимальным только примерно каждые 5 из 40 секунд. Выход этого генератора используется для подачи звука на короткое время каждые 40 секунд, что способствует непредсказуемости и внезапности. Цель состоит в том, чтобы не дать животным привыкнуть к звуку.

Это также значительно снижает потребление тока схемой, которая, бездействует большую часть этого периода, обеспечивая тем самым достаточный срок службы батареи.

Конструкция

Схема собрана на односторонней печатной плате (см. как сделать печатную плату), рисунок которой приведен ниже.

Печатная плата

При сборке следует позаботиться о том, чтобы диод D1, конденсатор C1 и микросхема DD1 были установлены правильно, но не вставляйте микросхему в панельку до завершения окончательной проверки монтажа.

Транзисторы также должны быть тщательно идентифицированы, так как два из них являются n-канальными, а два — p-канальными типами, и их нельзя менять местами. Дважды проверив, что схема собрана правильно, вставьте микросхему.

Эта схема может питаться от батареи типа Крона на 9В. Ток потребления в состоянии покоя составляет в среднем около 500 мкА. Звуковой излучатель представляет собой специальный высокочастотный пьезоизлучатель.

Обычный звуковой динамик не подходит для этого случая не только из-за его относительно низкого сопротивления, но и из-за его неспособности воспроизводить звуки с частотой выше 20 кГц.

Тестирование

Тестирование устройства может вызвать некоторые проблемы, поскольку мы не можем слышать результат работы. Кроме того, оставить устройство в саду и несколько дней наблюдать за реакцией животных не лучшая идея.

Единственное, что можно сделать, — это временно заменить конденсатор C3 на другой с емкостью 1 нФ. Это снизит базовую частоту до звукового диапазона, чтобы результаты можно было услышать.

Добавить комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован.


*