Экономичный электронный кот. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Дом, приусадебное хозяйство, хобби

 Комментарии к статье

Материалы о борьбе с грызунами с помощью различных электронных устройств уже публиковались в журнале "Радио". В предлагаемой вниманию читателей статье приводится описание еще одного прибора аналогичного назначения, отличающегося от уже известных возможностью работы в условиях значительных колебаний температуры и влажности, экономичностью, простым схемотехническим решением. Он не требует сложных измерительных приборов при настройке.

Принципиальная схема электронного устройства для отпугивания грызунов приведена на рис. 1. Оно состоит из генератора НЧ, делителя частоты, генератора ультразвуковой частоты, формирователя сигнала типа "меандр", усилителя мощности и звукового сигнализатора.

Генератор НЧ собран на элементах DD1.1, DD1.2 микросхемы DD1. Частота следования вырабатываемых им прямоугольных импульсов определяется номиналами резистора R5 и конденсатора С1. При замыкании контактов переключателя SA1 параллельно конденсатору С1 подключается дополнительный конденсатор С2, что понижает частоту. Чтобы затруднить грызунам адаптацию к отпугивающему сигналу, положение переключателя SA1 необходимо менять один-два раза в неделю.

С выхода генератора НЧ сигнал поступает на трехразрядный двоичный счетчик-делитель, выполненный на элементах DD2.1, DD3.1 и DD3.2 и считающий до 16 в коде 1-2-4-8 (младшим разрядом служит вывод 3 элемента DD1.1). К выходам счетчика подключены резисторы R1-R4, преобразующие двоичный цифровой код чисел от 0 до 15 в аналоговый сигнал, т. е. в напряжение, изменяющееся от нуля до логической единицы (12В).

(нажмите для увеличения)

Каждый старший разряд счетчика включен через резистор вдвое меньшего номинала, чем младший. При такой комбинации включения резисторов R1-R4 напряжение в точке их соединения равно нулю, когда во всех разрядах присутствует логический нуль. При каждом переключении мультивибратора DD1.1, DD1.2 это напряжение скачкообразно увеличивается на 1/16 напряжения питания (Uпит). За 16 тактов переключения счетчик достигнет состояния 1111, а напряжение в точке соединения резисторов - максимума, т. е. Uпит. При следующем переключении счетчик сбрасывается в состояние 0000 и цикл работы повторяется.

Резисторы R1-R4 могут быть установлены на разъемы, что дает возможность менять их местами, при этом каждому из 16 состояний счетчика будет соответствовать один из 16 уровней напряжения. Каждой комбинации этих резисторов соответствует определенная последовательность изменения управляющего напряжения. Количество таких комбинаций N равно факториалу числа четыре:

N=4!=1х2x3x4=24.

Такое разнообразие законов модуляции ультразвука также можно использовать для предотвращения адаптации грызунов к отпугивающему сигналу электронного устройства.

На элементах DD1.3, DD1.4 собран генератор ультразвуковой частоты, которая определяется емкостью конденсатора C3, а также режимом работы открытого транзистора VT1. Режим зависит от управляющего напряжения, подаваемого через резистор R6 на базу транзистора VT1. При указанных на схеме номиналах элементов и изменении управляющего напряжения от 0 до 12 В частота генератора изменяется примерно от 50 до 100 кГц.

С выхода ультразвукового генератора модулированные по частоте колебания поступают на D-триггер DD2.2, который делит их частоту на 2 и формирует на выходе сигнал типа "меандр", необходимый для симметричной работы выходного каскада. Нагружен D-триггер на первичную обмотку трансформатора Т1, подключенную к его выходу через резистор R11. Это уменьшает токовую нагрузку триггера и способствует лучшей работе выходного каскада.

Более подробно следует остановиться на схемотехнике выходного каскада - усилителя мощности, а также на способе подачи питания на разные части устройства. Учитывая условия, в которых приходится работать подобным устройствам, традиционную схему питания (трансформатор-выпрямитель-стабилизатор) использовать нецелесообразно. Дело в том, что малогабаритные сетевые трансформаторы в помещениях с высокой влажностью работают ненадежно: магнитопровод подвергается

коррозии; в первичной обмотке часто повреждается изоляция и возникают обрывы, поскольку для нее применяется очень тонкий провод. Что касается линейных стабилизаторов, то они имеют существенный недостаток - от 20 до 50 % мощности рассеивается на самом стабилизаторе, что не удовлетворяет требованию экономичности. Вот почему для таких устройств рекомендуется использовать бестрансформаторное питание.

Излучателем в подобных отпугивателях грызунов обычно служит четырех-, шестиваттная высокочастотная динамическая головка. Как показала проверка, через несколько дней работы наиболее нагретой деталью оказывается именно эта головка. Для большей надежности работы ее мощность должна быть порядка 3...3.5 Вт. При напряжении питания 300 В ток, потребляемый усилителем мощности, будет составлять 10... 12 мА. Низковольтная часть устройства, собранная на ИМС, потребляет примерно б...7 мА. Такие значения токов позволили низковольтную и высоковольтную части включить последовательно и питать их от общего источника питания напряжением 300...310 В, состоящего из мостового выпрямителя VD3 и конденсатора фильтра С10. Питание ИМС стабилизирует стабилитрон VD4. Таким образом, отпадает необходимость вырабатывать дополнительное напряжение питания ИМС, например, с помощью гасящего конденсатора и диодного моста.

Усилитель мощности представляет собой полумостовой инвертор, собранный на транзисторах VT2, VT3 и конденсаторах С4, С5 (Моин В. С. Стабилизированные транзисторные преобразователи. - М.: Энергоатомиздат, 1996). В нем применены наиболее дешевые из числа высоковольтных транзисторы КТ940А. Напряжение на их коллекторе близко к максимально допустимому, но как показали испытания, этот узел способен работать даже при напряжении 335 В.

Использование высокочастотных транзисторов частично решает проблему сквозного тока. Для защиты от него приняты и другие меры. Так, включение резисторов R14, R15 в цепи коллекторов транзисторов VT2, VT3 ограничивает их токи даже при коротком замыкании в трансформаторе Т2 или нагрузке. Рассеиваемая на резисторах мощность составляет 0,1...0,15 Вт, что уменьшает КПД не более чем на 5 %. Избыточное насыщение открытого транзистора устраняется путем ограничения тока базы с помощью резистора R11. И это лучше, чем использовать для ограничения тока базовые резисторы R12, R13, поскольку в первом случае ток базы в течение времени присутствия на ней открывающего импульса носит убывающий характер. На рис. 2 показана форма тока базы при ограничении его резистором R11 (рис. 2,а) и резисторами R12, R13 (рис. 2,6).

При работе транзистора в ключевом режиме необходимо, чтобы он находился в насыщенном состоянии Кнас=Iб/(Iк/h21э)>1 на протяжении почти всего времени действия открывающего импульса. Как показано на рис. 2,6, этому времени соответствует отрезок t1-t2. Только в конце импульса (t3-t4) нужноуменьшить ток базы, чтобы коэффициент насыщения Кнас приблизился к 1. Это снизит коммутационные потери в транзисторах. Однако следует признать, что такой способ уменьшения коммутационных потерь эффективен лишь при точной настройке выходного каскада, а это возможно при постоянной длительности импульса (t3-t1=const). Поскольку в описываемом устройстве названное условие не выполняется, то невозможна и точная настройка каскада.

Через резистор R17 протекает небольшой ток, обеспечивающий запуск устройства при включении его в сеть. Фильтр L1 L2C6C7 защищает сеть от помех со стороны отпугивателя грызунов. В авторском варианте устройства на печатной плате размещены ИМС, транзистор VT1 и связанные с ними резисторы и конденсаторы, а также стабилитрон VD4 и конденсаторы С8, С9. Для остальных деталей использован навесной монтаж на куске стеклотекстолита. Транзисторы VT2, VT3 прикреплены к плате с помощью винтов М3 и гаек.

В устройстве могут быть применены резисторы МЛТ указанной на схеме мощности. Конденсаторы С4, С5-С7 - К73-17, С9, С10 - К50-29 или К50-35, остальные - любые керамические. Для намотки дросселей L1, L2 и трансформатора Т1 подойдут кольцевые сердечники К12х5х5,5, К12Х8ХЗ, К16х8хб и др. из феррита. Катушки L1, L2 содержат 20 витков сложенного вдвое провода ПЭЛШО 0,25. Обмотка 1-2 трансформатора Т1 содержит 210 витков провода ПЭЛШО 0,1, обмотки 3-4 и 5-6 - по 18 витков ПЭЛШО 0,25. Трансформатор Т2 можно намотать на ферритовых кольцевых сердечниках К20х10хб, К28х16х9, К32Х16Х8 и даже на Ш-образном ферритовом магнитопроводе, например, от блокинг-трансформатора старого лампового телевизора. Обмотка 1-2 содержит 200 витков провода ПЭЛШО 0,2, 3-4 - 8 витков провода ПЭЛШО 0,3. Все магнитопроводы выполнены из феррита марок 1500НМ, 2000НМ, 3000НМ. Микросхемы К561ЛА7 и К561ТМ2 можно заменить на соответствующие им из серии 564. Вместо транзисторов КТ940А допустимо использовать КТ854, КТ858, КТ872 и др. высоковольтные. Переключатель SA1 - П2К или любой другой малогабаритный, динамическая головка - 4ГДВ-1.

Для налаживания устройства необходим внешний источник питания напряжением 20...25 В. Сначала отдельно настраивают ту часть, которая смонтирована на печатной плате. Источник питания (соблюдая полярность!) через резистор сопротивлением 0.62...1 кОм подключают к конденсатору С9. Работу генератора НЧ и делителей частоты можно проверить с помощью светодиода. Катод светодиода подпаивают к минусовому выводу конденсатора С9, а анод через резистор сопротивлением 5,1... 10 кОм - поочередно к нижним (по схеме) выводам резисторов R1-R4. Частота мигания светодиода каждый раз должна уменьшаться в два раза. При замыкании контактов переключателя SA1 частота понижается в несколько раз.

При наличии осциллографа или частотомера проверяют диапазон частот, генерируемых ультразвуковым генератором. Для этого уменьшают частоту генератора НЧ, подключив вместо С1 конденсатор емкостью 2,2...4,7 мкФ и вместо R5 резистор сопротивлением 1...3 МОм. Частоту поочередно измеряют на выводах 1 и 2 микросхемы DD2. Она должна принимать 16 различных значений, примерно от 25 до 50 кГц. При необходимости диапазон частот можно откорректировать с помощью резисторов R6-R10: делитель R7R9 задает среднюю частоту; при уменьшении сопротивления резистора R6 увеличивается девиация; резисторы R8, R10 обеспечивают равномерность изменения частоты. При отсутствии измерительных приборов убедиться в работоспособности ультразвукового генератора можно, переведя его в звуковой диапазон. Для этого параллельно конденсатору C3 подключают дополнительный конденсатор емкостью 820...3300 пФ и с помощью высокоомного телефона, подключенного к выводам 1 и 2 микросхемы DD2, прослушивают, с какой частотой переключается триггер. После этого, установив резистор R5 и конденсаторы С1, C3 указанных на схеме номиналов, переходят к настройке устройства в целом. Элементы устройства имеют гальваническую связь с питающей сетью, поэтому при его настройке необходимо соблюдать меры предосторожности!

Печатную плату соединяют с трансформатором Т1 согласно принципиальной схеме. ИМС питают от внешнего источника. На выходной каскад подают полное питание, соединив минусовый вывод конденсатора С10 с эмиттером транзистора VT2. Если ошибок в монтаже нет и детали исправны, то выходной каскад заработает сразу. Нужно только установить необходимую выходную мощность. Для этого измеряют падение напряжения на резисторе R18, оно должно быть 1...1,2 В. При меньшем напряжении обмотку 3-4 трансформатора Т2 необходимо увеличить на 1-2 витка, при большем - уменьшить на такое же число витков. Если транзисторы VT2, VT3 нагреваются, нужно уменьшить сопротивление резистора R11. После проведения этих операций отключают от ИМС внешний источник питания и все соединения выполняют в соответствии с принципиальной схемой.

Автор: И. Танасийчук, г. Сторожинец Черновицкой обл.; Публикация: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Смотрите другие статьи раздела Дом, приусадебное хозяйство, хобби.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Дети, растущие рядом с природой, обретают крепкие кости 02.03.2026

Влияние окружающей среды на здоровье человека становится все более очевидным, особенно в детском возрасте. Новое исследование, опубликованное в журнале JAMA Network Open, показывает, что близость к природе напрямую связана с крепостью костей у детей. Ученые установили, что у детей, чьи дома окружены природными территориями в радиусе 1000 метров на 25% больше обычного, риск развития крайне низкой плотности костей снижается на 65%. Для проведения исследования были проанализированы данные более 300 детей, проживающих в городских, пригородных и сельских районах Фландрии в Бельгии. Плотность костной ткани у детей в возрасте от четырех до шести лет оценивалась с помощью ультразвуковых методов. Такой подход позволил безопасно и точно измерить состояние костей на ранних этапах формирования скелета. При анализе учитывались ключевые факторы, влияющие на рост и развитие детей: возраст, вес, рост, этническая принадлежность и уровень образования матери. На основании этих параметров исследоват ...>>

Самовосстанавливающаяся инфраструктура будущего 02.03.2026

Современные мосты и бетонные конструкции по всему миру сталкиваются с проблемой устаревания и износа. Многие сооружения, построенные до 1980-х годов, постепенно теряют свою несущую способность, что требует дорогого ремонта или полной замены. Недавние разработки ученых из Швейцарских федеральных лабораторий материаловедения и технологий (Empa) предлагают инновационное решение - систему укрепления бетонных конструкций с помощью "умной стали", способной самостоятельно устранять трещины и повреждения. В основе новой технологии лежит арматура из сплава на основе железа с эффектом памяти формы (Fe-SMA). Этот материал обладает уникальным свойством: при нагревании до 190-200 °C стержни стремятся вернуться к своей первоначальной конфигурации. В бетонной конструкции это создает внутреннее напряжение, которое затягивает трещины и выравнивает деформированные элементы, существенно повышая прочность и долговечность сооружений. Актуальность разработки объясняется критическим состоянием инфрастр ...>>

Поцелуи полезны для здоровья 01.03.2026

Вопрос о том, как социальные связи и близость с партнером отражаются на здоровье человека, привлекает внимание не только психологов, но и специалистов в области микробиологии. Новое исследование показывает, что совместное проживание с любимым человеком может оказывать значительное влияние на микробиом кишечника и общее самочувствие. Доктор Наоми Миддлтон, клинический психологи и эксперт по здоровью кишечника, объяснила, что все аспекты совместной жизни - поцелуи, совместное питание, физическая близость и даже просто пребывание рядом - тесно связаны с поддержанием сбалансированной кишечной микрофлоры. Она подчеркивает, что здоровье экосистемы кишечника во многом определяется социальными взаимодействиями и повседневной близостью с другими людьми. По словам Миддлтон, длительное совместное пребывание с партнером может способствовать увеличению микробного разнообразия в кишечнике, а также снижать воспалительные процессы, связанные со стрессом. Такой эффект обусловлен тем, что микробио ...>>

Случайная новость из Архива Рок-музыка помогает хирургам работать точнее 12.05.2025 Многие хирурги по всему миру включают любимые композиции во время операций - не столько ради развлечения, сколько для создания благоприятной рабочей атмосферы. Однако, как выяснилось, музыкальное сопровождение способно не только поднимать настроение, но и напрямую влиять на качество и скорость медицинских манипуляций. Новое исследование, проведенное в Техническом университете Дрездена, проливает свет на неожиданный эффект рок-музыки в условиях хирургической практики. Ученые провели серию экспериментов, чтобы выяснить, как различные музыкальные жанры воздействуют на точность движений врачей и общее время выполнения задач. Испытуемыми стали профессиональные хирурги, которым предлагалось выполнять стандартные процедуры - такие как разрез и зашивание - под музыкальное сопровождение. Особое внимание было уделено известным композициям рок-групп, в частности AC/DC и The Beatles. Результаты оказались весьма примечательными. При прослушивании энергичных треков AC/DC, таких как "Highway To Hell" и "T.N.T", врачи не только заметно сокращали время на выполнение хирургического разреза - с 236 до 139 секунд - но и улучшали точность манипуляций в среднем на 5 процентов. Это означает, что музыка с четким ритмом и высокой интенсивностью способствует сосредоточенности и ускоряет реакцию. Интересно, что мягкий рок также оказывает благотворное влияние. Под мелодии The Beatles - "Hey Jude" и "Let It Be" - хирурги быстрее справлялись с зашиванием ран, демонстрируя почти на 50 процентов более высокую скорость. Однако исследователи заметили, что положительный эффект может ослабевать, если уровень громкости превышает комфортный порог. Избыточный звук, напротив, вызывает раздражение и снижает концентрацию. Руководитель проекта, профессор Цуй Янг, отметил, что как мягкий, так и тяжелый рок улучшают показатели эффективности хирургов, однако наибольший эффект был зафиксирован именно при прослушивании хард-рока на высокой громкости. По его мнению, подобный результат связан с тем, что активная музыка помогает снизить уровень стресса, расслабляет мышцы и нормализует кровяное давление - факторы, напрямую влияющие на качество тонкой моторики. Исследование показало, что музыка может играть роль не только эмоционального фона, но и физиологического модулятора, влияющего на точность и скорость работы человека в ответственных условиях. Таким образом, музыкальное сопровождение может стать частью стратегии повышения эффективности в сфере здравоохранения.

Другие интересные новости:

▪ Астероидов стало меньше

▪ Беспроводная гарнитура LG Tone Infinim

▪ Ethernet-коммутаторы Microchip SparX-5

▪ К 2030 году каждый пятый автомобиль в Японии будет беспилотным

▪ Ветромобиль

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Биографии великих ученых. Подборка статей

▪ статья И струны громкие Баянов не будут говорить о нем! Крылатое выражение

▪ статья Почему Великобритания делится на графства? Подробный ответ

▪ статья Осот огородный. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Лодка с электроприводом на солнечных элементах. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Сборочный узел. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026