Прибор акустической диагностики пчелосемей. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Дом, приусадебное хозяйство, хобби

 Комментарии к статье

Доходность пчеловодческих хозяйств зависит от работоспособности пчелосемей в период сбора меда. Большой экономический ущерб крупным пасекам, насчитывающим несколько сотен ульев, наносит, например, неконтролируемое роение. Разработано множество технологических приемов его предотвращения, но все они очень трудоемки, требуют разборки ульев и вмешательства в жизнь пчелосемьи. Чтобы с успехом применять эти приемы, очень важно своевременно и безошибочно определить биологическое состояние пчел. Сделать это поможет предлагаемый прибор.

Попытки сконструировать прибор акустической диагностики биологического состояния пчелосемей предпринимались неоднократно [1]. Принцип действия большинства известных приборов состоит в том, что из создаваемого пчелосемьей акустического шума фильтром выделяют узкую полосу частот с центром на частоте 240 Гц. Предполагается, что наличие в спектре шума составляющих с частотами, близкими к указанной, свидетельствует о низкой активности пчел. Но испытания подобных приборов в реальных условиях не дают положительных результатов. Основная причина их неудовлетворительной работы - неправильный выбор критерия оценки состояния пчелосемьи.

Дело в том, что составляющие с частотами, близкими к 240 Гц, присутствуют в создаваемом пчелами шуме всегда. Их интенсивность зависит не только от биологического состояния семьи (например, роения), но и от других факторов, например, числа пчел в улье. Поэтому показания приборов, измеряющих абсолютное значение интенсивности шума, недостоверны, а сами приборы непригодны для пчеловодческой практики.

Чтобы показания прибора зависели только от биологического состояния пчелосемьи, следует оценивать отношение интенсивностей двух узкополосных шумовых сигналов, выделенных в различных частотных участках. В [2] показано, что активное состояние пчелосемьи (весеннее развитие, медосбор) характеризуется максимальной интенсивностью спектральных составляющих в полосе частот 260...320 Гц. При снижении активности (роение, болезнь, отсутствие матки) максимум спектра смещается в область 210...250 Гц. Определив, в каком из указанных диапазонов интенсивность шума больше, можно судить о состоянии пчел.

Предлагаемый прибор акустической диагностики, работающий по этому принципу, снабжен двумя светодиодными индикаторами: "Да" и "Нет" . Предусмотрены три режима работы. Первый из них - "П" (пассивное состояние) - предназначен для выявления нерабочего состояния пчелосемьи, связанного, например, с роением, отсутствием места для расплода или перегрузкой гнезда медом. Слабое по сравнению с индикатором "Да" свечение индикатора "Нет" означает, что в улье накапливаются бездеятельные пчелы и пчелосемья в ближайшие дни войдет в роевую стадию. В режиме "М" (прием матки) выявляют отношение семьи к подсаженной пчеломатке, которая может быть принята ("Да") или отвергнута ("Нет"). Состояние зимующих пчел оценивают в режиме "3" (зимовка). Оно удовлетворительное, если горит индикатор "Да", или плохое в противном случае.

Схема прибора показана на рис. 1. Двухкаскадный усилитель с автоматической регулировкой усиления, построенный на микросхеме DA1 (К157УД2), предназначен для усиления звуковых сигналов, принятых микрофоном ВМ1. Между двумя каскадами усилителя установлен пассивный полосовой фильтр C3R2R4C5, пропускающий частоты от 160 до 890 Гц.

(нажмите для увеличения)

Сигнал с выхода ОУ DA1.2 поступает на входы полосовых фильтров, а через резистор R3 - на телефонный капсюль BF1 для слухового контроля. Этот же сигнал поступает на детектор АРУ (VD1). Изменение уровня шума приводит к изменению смещения на затворах полевых транзисторов VT1.1, VT1.2, сопротивления их каналов и глубины обратной связи, которой охвачены каскады усилителя. В результате при колебаниях интенсивности шума, создаваемого пчелосемьей, напряжение сигнала на выходе усилителя поддерживается неизменным.

Два полосовых фильтра выделяют из спектра шума узкие участки, соотношение уровней сигналов в которых несет информацию о состоянии пчел. Оба фильтра построены по одинаковым схемам на микросхемах DA2 и DA3. ОУ каждой из них соединены таким образом, что образуют гираторы. Эквивалентные индуктивности гираторов составляют с конденсаторами С9 и С10 параллельные колебательные контуры. От номиналов резисторов R8 и R9 зависит добротность контуров и ширина полосы пропускания каждого фильтра. Подстроенными резисторами R11, R13, R15 и R18 (в зависимости от положения переключателя SA1) фильтры настраивают на частоты, указанные в таблице.

С помощью резисторов R12 и R14 добиваются максимальной добротности контуров: при снятых перемычках Х1 и Х2 фильтры должны находиться на границе самовозбуждения.

Отфильтрованные сигналы через однополупериодные выпрямители на диодах VD2 и VD3 поступают на входы дифференциального усилителя на транзисторах VT2 и VT3, служащего узлом сравнения. В коллекторные цепи транзисторов включены светодиоды HL1 ("Нет") и HL2 ("Да"), сравнительная яркость свечения которых свидетельствует о состоянии пчелосемьи.

Схема узла питания прибора показана на рис. 2, причем нумерация элементов продолжает начатую на рис. 1. Здесь установлены две аккумуляторные батареи GB1 и GB2. Каждая состоит из четырех аккумуляторов Д-0,26. Прибор включают кнопочным выключателем SB1. Потребляемый ток не превышает 25 мА, и полностью заряженных батарей хватает на 2000 сеансов измерения длительностью по 5 с.

Триггер на транзисторах VT4, VT5 разной структуры служит для контроля напряжения аккумуляторных батарей. Образцовым служит падение напряжения на светодиоде HL4, сигнализирующем о включении прибора. При суммарном напряжении батарей GB1 и GB2 выше 7 В падение напряжения на резисторе R30 превышает образцовое, транзисторы VT4 и VT5 закрыты, светодиод HL5 не светится. При напряжении батарей ниже указанного триггер изменяет состояние, его транзисторы открываются, светодиод HL5 сигнализирует о необходимости зарядить аккумуляторы.

Узел зарядки батарей от сети выполнен по простейшей схеме с гасящим конденсатором С21. В него входят также диодный мост VD4 и резисторы R24 - R31. Во время зарядки светодиод HL3 светится. Полное восстановление емкости аккумуляторов занимает 14 ч.

Конструкция прибора может быть любой. Важно обеспечить удобство его использования и переноски. В авторском варианте он имеет габариты 260x180x70 мм и весит 1,4 кг.

Для настройки диагностического прибора необходимы генератор 3Ч и милливольтметр переменного тока. Милливольтметр подключают к выходу первого полосового фильтра (выводу 13 микросхемы DA2) и общему проводу. Сняв перемычку Х1, подстроечным резистором R12 вводят фильтр в режим генерации, фиксируя возникновение колебаний по отклонению стрелки милливольтметра. Небольшим поворотом оси резистора R12 в противоположном направлении срывают генерацию.

Соединяют выход генератора 3Ч с левым по схеме выводом резистора R8 и, оперируя переключателем SA1 и подстроечными резисторами R11 и R15, настраивают фильтр на указанные в таблице частоты. Начинать настройку следует резистором R11, установив переключатель SA1 в положение "3". В положениях "М" и "П" найденное положение оси этого резистора не меняют.

Подключив милливольтметр к выводу 13 микросхемы DA3 и сняв перемычку Х2, аналогичным образом с помощью подстроечного резистора R14 добиваются генерации и ее срыва во втором фильтре. Затем настраивают фильтр на нужные частоты подстроечными резисторами R13 (SA1 - в положении "3" или "М") и R18 (в положении "П").

Закончив настройку, перемычки Х1 и Х2 устанавливают на место. Работу прибора в целом можно проверить, подав сигнал генератора 3Ч на небольшую динамическую головку и расположив ее рядом с микрофоном ВМ1. При перестройке частоты генератора максимальная яркость свечения светодиодов HL1 и HL2 должна соответствовать частотам настройки соответствующих фильтров и мало зависеть от громкости звука.

Для проверки состояния пчелосемьи микрофон прибора помещают на холст, накрывающий рамки с пчелами. Сверху кладут утеплительную подушку, чтобы ослабить внешний шум. Прибор включают на несколько секунд, наблюдая за светодиодами HL1 и HL2. Диагностику в режиме "М" проводят после того, как в улей в "клетке Титова" помещена пчеломатка. Спустя примерно полчаса можно определить, принята ли она пчелами.

Литература

1. Смирнов А. Радиолюбители - народному хозяйству. - М.: Энергия, 1970.
2. Еськов Е. Поведение медоносных пчел. - М.: Колос, 1981.

Автор: И.Бакомчев, г.Ульяновск

Смотрите другие статьи раздела Дом, приусадебное хозяйство, хобби.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Микропластик в атмосфере - скрытый ускоритель глобального потепления 31.05.2026

Микропластик уже давно признан одним из самых масштабных загрязнителей планеты. Он проникает в океаны, почву, организмы животных и даже в тело человека. Однако до недавнего времени мало кто задумывался о его влиянии на климатические процессы. Новое исследование показало, что микро- и нанопластик в атмосфере способен поглощать тепло, тем самым внося дополнительный вклад в глобальное потепление. Ученые обнаружили, что воздействие пластиковых частиц на климат зависит от их цвета. Светлые частицы отражают солнечный свет и способствуют некоторому охлаждению, в то время как более темные - активно поглощают тепло и излучение. Со временем пластик в атмосфере темнеет под воздействием ультрафиолета, что усиливает его согревающий эффект. Этот процесс напоминает пожелтение пластиковых парковочных талонов, оставленных на солнце. Соавтор исследования, заслуженный профессор наук о Земле в Университете Дьюка Дрю Шинделл отметил, что влияние микропластика на изменение климата пока относительно не ...>>

Универсальный бытовой робот-гуманоид GigaAI SeeLight S1 31.05.2026

Развитие робототехники постепенно переносит сложные машины из промышленных цехов прямо в повседневную жизнь людей. Китайская компания GigaAI сделала важный шаг в этом направлении, представив SeeLight S1 - первую в стране модель универсального бытового робота-гуманоида. Эта разработка призвана взять на себя рутинные домашние дела и стать настоящим помощником в повседневной жизни. Уже в конце текущего месяца сотня роботов SeeLight S1 начнет проходить испытания в специализированном жилом комплексе, предназначенном для работников высокотехнологичных отраслей. По словам генерального директора GigaAI Чжу Чжэна, в первой половине 2027 года роботы будут переданы для бесплатного тестирования обычным семьям в Ухане - столице провинции Хубэй. Такой подход позволит собрать реальные данные о работе устройства в домашних условиях. В демонстрационном видео робот, передвигающийся на колесах, уверенно справляется с множеством бытовых задач. Он нарезает овощи, жарит яйца, загружает стиральную маши ...>>

Вкусовые пристрастия формируются еще в утробе 30.05.2026

Предпочтения человека к еде закладываются задолго до первого прикорма. Современная наука подтверждает, что ребенок начинает знакомиться с ароматами и вкусами пищи еще до рождения, через околоплодные воды. Новое международное исследование показало, что регулярное потребление определенных продуктов беременной женщиной может формировать долгосрочные пищевые предпочтения у ребенка, сохраняющиеся даже спустя годы после появления на свет. Ученые из университетов Великобритании, Франции и Нидерландов провели эксперимент с участием беременных женщин. Одной группе будущих мам давали капсулы с порошком капусты кейл, другой - с порошком моркови. Реакцию детей на эти запахи проверяли в три этапа: сначала в утробе матери с помощью 4D-УЗИ на поздних сроках беременности, затем в возрасте трех месяцев и, наконец, когда детям исполнилось три года. Результаты оказались весьма убедительными. Дети женщин, принимавших порошок кейла, положительно реагировали на запах этой капусты, но негативно - на ар ...>>

Случайная новость из Архива Испытания прототипа марсианской буровой установки 10.01.2019 Исследователи и инженеры из Университета Глазго (Шотландия) доставили в Антарктиду модифицированную версию прототипа марсианской буровой установки. Эксперимент в Антарктиде направлен на получение образцов грунта с глубины 1,6 км, которые позволят лучше изучить климатические изменения, произошедшие на Земле за несколько миллионов лет. Согласно сообщению, работа ведется совместно с командой Британской антарктической службы (BAS), которая базируется на станции Skytrain Ice Rise и 10 января с помощью своей бурильной установки пробурила скважину глубиной 651 метр. Далее в дело собираются пустить высокотехнологичную установку шотландцев P-RAID, созданную для работы в условиях пониженной гравитации Марса, усложняющих задачу в создании достаточного усилия, чтобы пробиться через твердый поверхностный грунт. Специально для решения этой проблемы инженеры из Глазго и создали машину, работающему по несколько иному принципу. Вместо простого вращения сверла установка одновременно пробивает и сверлит почву, а ее действия контролируются системой управления с искусственным интеллектом. Как отмечают разработчики, это позволило конструкторам уменьшить вес установки, увеличив при этом крутящий момент, а также сделать систему автономной, что будет полезно при работе на Марсе. Однако компактные размеры и возможность работы в автономном режиме заинтересовали команду BAS, искавшую ранее способы пробурить антарктическую породу на дне ледяной скважины. При этом ученых имеется собственная портативная установка для работы с относительно мягким льдом, однако необходимость опуститься ниже, пробурив более твердые слои породы создали настоящие логистические сложности для команды, работающей в очень удаленной от цивилизации местности. Вместе с тем, разработчики бурильного аппарата рассказали, что для работы в марсианских условиях бур также будет использовать еще и ультразвук, который в земных условиях бурения не требуется. На Земле ударный механизм установки будет перемещается по круглой наклонной плоскости и пробивать грунт с каждым вращением бура. Пока команда BAS будет заниматься химическим анализом образцов льда, взятых с разной глубины в ходе первого бурения, команда из Глазго продолжит углубляться в антарктический лед. Исследователи планируют измерить соотношение радиоактивных изотопов бериллия-10 на различной глубине, чтобы определить, когда и как структура льда и грунта в этом районе изменялась под воздействием реакции между частицами космического излучения, атомами азота и кислорода. Выяснив соотношение изотопов в породе, ученые смогут понять, когда грунт последний раз не был покрыт льдом и находился под прямым воздействием атмосферы.

Другие интересные новости:

▪ Ключевой фактор раннего полового созревания у детей

▪ Беспроводной модуль для интернета вещей Microchip LoRa RN2483

▪ Angry Birds принесла $67,6 млн. дохода

▪ Палочки для пищи изменяют ее вкус

▪ Гибридный хромбук HP Chromebook X2

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Освещение. Подборка статей

▪ статья Джироламо Савонарола. Знаменитые афоризмы

▪ статья Что кричат американские десантники при прыжке из самолета? Подробный ответ

▪ статья Раскряжевка хлыстов с помощью бензиномоторных пил (при ведении раскряжевки на лесосеке). Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Специальные эмали. Простые рецепты и советы

▪ статья Распиновка для Nokia 3210. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

[an error occurred while processing this directive] Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026